Аналоговые компараторы. Классификация. Основные параметры. Область применения. Однопороговые и двухпороговые компораторы.
Аналоговые компараторы предназначены для сравнения двух аналоговых сигналов между собой или одного входного аналогового сигнала с заданным эталонным уровнем. Компараторы представляют собой специализированные ОУ с дифференциальным входом и высоким коэффициентом усиления и быстродействием без обратной связи. Обычно они изготовляются в виде интегральных схем. На входы компаратора поступают аналоговые сигналы, а с выхода снимаются напряжения, близкие к +Un или -Un, т.е. снимается “0” или “1”. Основные параметры компараторов можно разделить на статические и динамические. К статическим относятся: · пороговая чувствительность – минимальный разностный сигнал, который можно обнаружить компаратором и зафиксировать на выходе как логический сигнал; · напряжение смещения UСМ · входные токи IВХ(+) и IВХ(-) - токи, протекающие через входные шины компаратора; · разность входных токов · напряжение гистерезиса UГ - разность входных напряжений, вызывающих срабатывание компаратора при увеличении или уменьшении входного напряжения; · коэффициент ослабления синфазного сигнала КОСС - отношение синфазного сигнала UСИН к дифференциальному сигналу ∆UВХ , вызывающему срабатывание компаратора
· входное сопротивление RВХ; · выходные логические уровни – значение напряжения U1ВЫХ и U0ВЫХ; · выходной ток IВЫХ - ток в выходной шине компаратора. Гистерезис компаратора проявляется в том, что переход из состояния U0ВЫХ в состояние U1ВЫХ происходит при входном напряжении UВХ1, а возвращение из U1ВЫХ в U0ВЫХ - при напряжении UВХ2. Наличие гистерезиса, как правило, связано с использованием в компараторе положительной обратной связи.
Основным динамическим параметром, определяющем его быстродействие, является время задержки выходного сигнала относительно входного. На рис. 85 показаны переходные характеристики компаратора при различных значениях уровня входного сигнала ∆UВХ =2…20мВ. Из приведенного графика следует, что при изменении входного напряжения время задержки tЗ также изменяется. Классификация компараторов. Интегральные схемы компараторов можно разделить по совокупности параметров на три группы: · общего применения (tЗ < 300 нс, КУ < 100 дБ); · быстродействующие (tЗ < 30 нс); · прецизионные (КУ > 100 дБ, UСМ< 3 мВ, Кроме этого, компараторы можно разделить на стробируемые и нестробируемые, а также с памятью и без памяти. Компараторы общего применения имеют средние характеристики. Однако они, как правило, потребляют меньшую мощность, могут работать при низком напряжении питания и в одном корпусе располагаются до четырех компараторов. Прецизионные компараторы отличаются повышенным коэффициентом усиления, меньшим пороговым напряжением смещения, малым входным током. В отличие от операционных усилителей, в компараторах практически никогда не применяют отрицательную обратную связь, так как она снижает стабильность их работы, однако для устранения «дребезга» выходного напряжения иногда вводится положительная обратная связь. Компараторы бывают однопороговые и двухпороговые. Ниже представлена схема однопорогового компаратора и его передаточная характеристика (рис.86), а также приведена схема двухпорогового компаратора, представляющая собой триггер Шмитта (рис.87).
Рис. 86. Однопороговый компаратор(а) и его передаточная характеристика(б)
Компаратор (рис. 87) охватывается положительной обратной связью через делитель напряжения R1, R2.
Рис. 87. Двухпороговый компаратор(а) и его передаточная характеристика(б)
Меняя соотношение делителя R1R2, можно изменять напряжение срабатывания
Обычно Uвых При R2=0 компаратор становится однопороговым.
Передаточную характеристику можно перемещать влево и вправо подачей дополнительного напряжения Uсм на инверсный вход компаратора (рис. 88):
В качестве компараторов используются микросхемы серий К521, К554, К597, К1401. Микросхема К521СА3 является прецизионным компаратором со стробированием и балансировкой. Микросхема К521СА1 представляет собой два автономных компаратора с одним общим выходом, она может использоваться для сравнения двух аналоговых сигналов. Микросхема К1401СА1 относится к многоканальным. Здесь в одном корпусе располагаются четыре компаратора.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|