Балансный компаратор с цифровым выходом

 

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано при построении анализаторов входных сигналов. Целью данного изобретения является повышение стабильности . В устройство, содержащее дифференциальный усилитель (ДУ), аналого-цифровой формирователь 8, температурный стабилизатор 9 (ТС), для достижения цели введены новые связи, что позволило за счет уменьшения влияния дестабилизирующих, факторов на величину порогового напряжения аналого-цифрового формирователя достигнуть поставленной цели. ДУ выполнен на генераторах тока 1 и 2,. диодах 3 и 4, резисторах 5 , источнике 7 тока.. Формирователь 8 выполнен в виде RS-триггера на элементах И-НЕ 14 и 15. На чертеже представлены шины: 10 и II опорных источников положУ1тельной и отрицательной полярности, входные 12 и 13, выс (О (Л ю 4 СХ СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3850834/24-21 (22) 04 ° 02 ° 85 (46) 30.07.86. Бюл. Р 28 (72) С,Б. Демин (53) 621.374,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . У 641643, кл. G 05 В 1/01, 21.03.77, (54) БАЛАНСНЫЙ КОМПАРАТОР С ЦИФРОВНИ ВЫХОДОМ (57) Изобретение относится к им пульсной технике. Может быть использовано лри построении анализаторов входных сигналов. Целью данного изобретения является повышение стабильности. В устройство, содержащее дифференциальный усилитель (ДУ), „„SU„„1247830 А1 (д1) 4 С 05 В 1/01, Н 03 К 5/24 аналого-цифровой формирователь 8, температурный стабилизатор 9 (ТС), для достижения цели введены новые связи, что позволило за счет уменьшения влияния дестабилизирующих. факторов на величину порогового напряжения аналого-цифрового формирователя достигнуть поставленной цели. ДУ выполнен на генераторах тока 1 и 2,. диодах 3 и 4, резисторах 5 и 6, источнике 7 тока.. Формирователь 8 выполнен в виде RS-триггера на элементах И-НЕ 14 и 15. На чертеже представлены шины: 10 и 11 опорных источников положительной и отрицательной полярности, входные 12 и 13, вы!

247830

25

35 ходные 16 и 17. Изменение температуры окружающей среды, вызывающее увеличение порогового напряжения rra входах дифференциальной пары генераторов 1 и.2 тока ДУ, логических элементов И-HE 14 и 15 формирователя

8, третьего логического элемента 19 температурного стабилизатора 9, вызывает увеличение времени задержки их переключения. Для обеспечения одинакового теплового режима все . три логических элемента 14, 15, 19

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовапо при построении анализаторов входных сигналов.

Цель изобретения — повьш!ение стабильности за счет уменьшения влияния дестабилизирующих факторов на велипшу порогового напряжения аналогоцифрового формирователя.

Па чертеже изображена структурная схема баланспого компаратора с цифровым выходом.

1>алапсный компаратор с цифровым выходом соцержпт дифференциальный усилитель, выполненный на первом 1 и втором 2 генераторах тока, диодах

3 и 4, первом 5 и втором 6 резисторах и исто!ы1ике 7 тока, причем выходы дифференциального усилителя под:",лючены к входам аналого-цифрового формирователя 8, а управляющий вход источника 7 тока дифференциального усилителя подсоединен к выходу температурного стабилизатора 9, соединенного с шинами 10 и 11 опорных источников положительной и отрицательной полярности, а входы дифференциального усилителя соединены с входными шинами 12 и 13, причем выходы аналого-ци<11рового формирователя 8, выполненного в виде BH-триггера rra элемсптах И-НЕ !4 и 15, подключены к выходным шипам 16 и 17.

Балансный компаратор с цифровым выходом работает следующим образом.

1! первоначальный момент времени

r:oäñòð0å÷íû11 элементом !8 температурустройства должны быть выполнены в одном к ьрпусе, например на И1!СК !55

11Л 4 или К531 ЛЛ4. ТС 9 содержит также источники 21 и 22 отрицательного тока, 20 — положительного тока. Наличие в устройстве регулируемого источника тока и температурного стабилизатора позволяет стабилизировать работу в широком температурном диапазоне окружающей среды.

1 ил. ного стабилизатора 9, который соединеп с шиной 10 опорного источника положительной полярности, устанавливается заданный ток температурной стабилизации дифференциального усилителя и аналого †цифрово формирователя 8. При этом, логический элемент 19 температурного стабилизатора

9 задает ток,Г управления источника

20 положительного тока, который выполнен по комПлемептарной схеме Дарлингтона. Следовательно, на выходе источника 20 положительного тока в первоначальный момент времени будет формироваться выходной ток управrrerrH3r,Т, = 1 +Г, причем Tora J управления поступает на вход управления регулируемого источника 7 тока дифференциального усилителя и задает начальные проходные токи 1 =I или

7. 5

T =I дифференциальных первого и

5 второго 2 генераторов тока, а ток .Г управления задает начальные токи

I I

1! 111>!х 1; J Bblx c 1 лык 1 Вых са" первого 21 и второго 22 источников отрицательного тока, которые выполняют функцию токового насоса (или "токового зеркала"), их общий выход соединен с шиной 11 опорного источника отрицательной полярности.

Изменение температуры окружающей среды, например, вызывающее увели— чение порогового иа11ряжеиия на входах дифференциальной лары первого 1 и второго 2 генераторов тока дифференциального усилителя, логических элел1еп1ов И-HI. !4 и 15, аналого-цифро1247830

35 ная идентичность их параметров, т.е. это позволит выполнить равенства токов (Х, Л )=Х =I упрааления. Построение дифференциального усилителя на интегральной паре генераторов тока позволяет расширить динамический диапазон входных сигналов (токов Хь„, Z „ ) и его частотный диапазон. При этом дифференциI альный рабочий ток Х,, Т, дифференциального усилителя задается прецизионными (интегральными) резистора50

55 вого формирователя 8 и третьего логического элемента 19 температурного стабилизатора 9, вызывает увеличение времени задержки их переключения.

Так, увеличение порогового напряжения третьего логического элемента

19 температурного стабилизатора 9, вход и выход которого объединены (1007.-ная обратная связь), вызывает увеличение тока Х ь управления 10 источника 20.положительного тока.

Это увеличение тока Х, вызывает еще большее открывание проходных транзисторов регулируемого источника 7 тока дифференциального усилителя и 15 первого 21 и второго 22 источников отрицательного тока температурного стабилизатора 9, вследствие чего происходит увеличение дифференциального

1 тока Г или т дифференциальной па- 20 1 ры перво о 1 и второго 2 генераторов тока дифференциального усилителя и токов I 6ьи„ и 1 „ 1QTcocaè первого

21 и второго ?2 источников отрицательпого тока. При этом уменьшается задержка времени переключения дифференциального усилителя и логических элементов И-НЕ 14 и 15 аналогоцифрового формирователя 8 балансного компаратора. Выход регулируемого источника 7 тока соединен с шиной

11 опорного источника отрицательной полярности.

Для обеспечения одинакового теплового режима все три логических элемента 14, 15, 19 балансного компаратора должны быть выполнены в одном корпусе, например, на ИМС К155ЛА4 или К531ЛА4.

Для получения высокой (дифферен- 40 циальной) стабильности работы балансного компаратора источники отрицательного тока и регулируемый источник тока должны быть выполнены по интегральной технологии, чем 45 обеспечивается максимально возможми 5 и 6, которые своим общим концом соединены,с шиной 10 опорного источника положительной полярности, а интегральные диоды 3 и 4 (транзисторы, включенные по схеме диода)осуществляют температурную компенсацию рабочего дифференциального тока Х,, .Т, каскада.

Быстродействие Т балансного компаратора определяется временем переключения логических элементов аналого-цифрового формирователя 8 устройства, т.е. T=2i, где 7 — время переключения логического элемента (так как аналого-цифровой формирователь 8 выполнен на основе RS-триггера). Следовательно, температурная стабилизация порогового напряжения логических элементов аналого-цифрового формирователя устройства позволяет стабилизировать его работу (устройства) в широком температурном диапазоне (от

+20 до +80 С), что достигается использованием в устройстве источников

7 и 21, 22 тока положительной и отрицательной полярностей (7 и 21, 22), последние из которых выполнены по схеме "токового зеркала или "токового насоса .

Таким образом, наличие в балансном компараторе регулируемого источника тока и температурного стабилизатора позволяет стабилизировать работу компаратора в широком температурном диапазоне окружающей среды.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Балансный компаратор с цифровым выходом, содержащий дифференциальный усилитель, входы которого подсоединены к входным шинам, а выходы — к входам аналого-цифрового формирователя, выходами соединенного с выходными шинами, и температурный стабилизатор, выход которого подсоединен к управляющему входу источника тока дифференциального усилителя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности за счет уменьшения. влияния дестабилизирующих факторов на величину порогового напряжения аналого-цифрового формирователя, дополнительные выходы температурного стабилизатора подсоединены к соответствующим дополнительным входам аналого-цифрового формирователя.