Компараторы сигналов

Компараторы сигналов осуществляют сравнение сигналов. Применяются в аналого-цифровых преобразователях, стабилизаторах напряжения, пороговых устройствах. Сигнал на выходе компаратора может принимать два состояния: единичное () и нулевое (). При сравнении двух напряжений и компаратор будет работать следующим образом: если , т.е. , то ; если , т.е. , то ; если , т.е. , то компаратор находится в состоянии переключения.

В качестве компаратора обычно используются операционные усилители без обратной связи. Коэффициент усиления , при малых сигналах он работает в режиме усиления. В реальных компараторах могут возникать ошибки на входе, смещающие характеристику компаратора.

Рассмотрим различные типы компараторов.

Диоды не имеют непосредственного отношения к работе компаратора, они защищают операционный усилитель от перегрузки. При наличии разницы на входе на выходе операционного усилителя – состояние насыщения, в зависимости от знака на выходе будет либо , либо . При равенстве сигналов компаратор будет находиться в состоянии переключения (), что будет при равных и противоположных токах через сопротивления R1 иR2, т.е. , тогда . Если сопротивления равны, т.е. R1=R2, то .

Для сравнения напряжений любого знака необходимо использовать оба входа операционного усилителя.

Пороговое устройство сравнивает входное напряжение с постоянным напряжением.

Нуль – индикатор (детектор фиксации нуля) сравнивает напряжение на входе с нулем.

Компаратор с положительной обратной связью.

Строится на основе одновходового инвертирующего компаратора. Защитные диоды не показаны для простоты. Положительная обратная связь применяется для повышения быстродействия и помехоустойчивости (по отношению к внешним помехам и собственным шумам). Точка переключения на сквозной характеристике смещается на величину . То есть на неинвертирующем входе всегда присутствует напряжение за счет положительной обратной связи; чтобы компаратор переключился, дифференциальное напряжение между входами должно составлять величину . Данный компаратор также является нуль-индикатором. Компаратор срабатывает, когда напряжение превышает величину . Компаратор с ПОС называется компаратором с защелкиванием или регенерацией. Его передаточная характеристика имеет вид петли гистерезиса.

Обычно компараторы характеризуются временем задержки tз – время равенства входных напряжений до достижения выходным напряжением заданного уровня (50%).

В компараторах применяются обычные операционные усилители (напряжение открывания транзисторов0,7 B) и специальные операционные усилители на диодах Шотки (напряжение открывания транзисторов 0,3 B).Особую группу составляют так называемые стробирующие компараторы, которые срабатывают при подаче стробирующих импульсов и запоминают напряжение до следующего стробирующего импульса.

Другие публикации

Устройство контроля позиционирования исполнительного механизма
В настоящее время встроенные компьютерные системы получают все большее распространение из-за их высокого качества и надежности, а так же простоты обработки информ ...

Однополосный связной передатчик
техника радиопередающих устройств развивается непрерывно и интенсивно. Это обусловлено определяющей ролью передатчиков в энергопотреблении, качестве работы, надежност ...

Меню

Copyright @2021, TECHsectors.ru.