Компаратор тока
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Целью изобретения является повышение разрешающей способности компаратора. Для достижения поставленной цели в него дополнительно введены второй операционный усилитель 14, пятый резистор 15, третий 16, четвертый 17 и пятый 18.транзисторы . На чертеже также показаны транзисторы 1 и 2, компаратор 3 напряжения , резисторы 4-7, операционный усилитель 8, шина 9 нулевого потенциала , шина 10 первого питающего напряжения , шина 11, выходная шина 12, шина 13 второго питающего напряжения. За счет введения второго операционного усилителя, резистора и трех транзисторов разрешающая способность по току по сравнению с прототипом увеличена в два раза. Это позволяет использовать предложенный компаратор в быстродействующих многоканальных АЦП. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИК
СОЦИАЛИСтИЧЕСНИК
РЕСПУБЛИН (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3942011/24-21 (22) 13.08.85 (46) 30.06.87. Вюл. Ф 24 (72) А.В. Водеников (53) 621.37.34(088.8) (56) Электроника, 1982, Р 9, с. 84, рис. 3. (54) КОИПАРАТОР ТОКА (57) Изобретение относится к импульс ной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Целью.изобретения является повышение разрешающей способности компаратора. Для достижения поставленной цели в него допол тельно введены второй операционный усилитель 14, пятый резистор 15, т тий 16, четвертый 17 и пятый 18.тр зисторы. На чертеже также показаны (gg 4 G 05 В 1/Oi, Н 03 К 5/24 транзисторы 1 и 2, компаратор 3 напряжения, резисторы 4-7, операционный усилитель 8, шина 9 нулевого потенциала, шина 10 первого питающего напряжения, шина 11, выходная шина 12, шина 13 второго питающего напряжения.
За счет введения второго операционного усилителя, резистора и трех транзисторов разрешающая способность по току по сравнению с прототипом увеличена в два раза. Это позволяет использовать предложенный компаратор в быстродействующих многоканальных АЦП. ! ил.
U1Ъ- ПОУ Пбэ1
Ibг- ьх
+ I„= р„„(ехр(и /С(, е Е((„,/е ) — (), где 6 01 — разность напряжений базаэмиттер транзисторов 1 и
30 2 при I ьх.= 0 (; — ток базы транзистора 2; сопротивление резистора 6;
U Бэ(— напряжение база-эмиттер транзистора 16; — входной ток компаратора;
/ 1 — ток базы транзистора 17;
1„ — обратный ток перехода коллектор-база транзистора 2;
ЬУ вЂ” изменение напряжения базаЬэг эмиттер транзистора 2 под действием входного тока;
U — напряжение база-эмиттер транBэ2 зистора 2 при I,„= 0; — температурный потенциал.
Ток через резистор 15 равен р, =3„„(ехр(и„; / Ч, |- Ь и,„,„/ц,х
=З„е, (ехР(О е, /Ч . U„ /Ч, -1), 1 13207
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей.
Цель изобретения — повышение разрешающей способности.
На чертеже изображена структурная схема компаратора тока.
Компаратор тока содержит два транзистора 1 и 2, компаратор 3 напряже- 10 ния, четыре резистора 4-7 и первый операционный усилитель 8, неинвертирующий вход которого подключен к шине 9 нулевого потенциала, инвертирующий вход — к эмиттеру первого транзистора 1, а выход — к базам первого
1 и второго 2 транзисторов, коллектор первого 1 из которых соединен через первый резистор 4 с шиной 10 первого питающего напряжения, эмиттер второ- 20 го 2 — с входной шиной 11, а его коллектор — с шиной 10 первого питаю.- щего напряжения через второй резистор
5 и с прямым входом компаратора 3 напряжения, выход которого соединен с выходной шиной 12, причем первые выводы третьего 6 и четвертого 7 резисторов подключены к шине t3 второго питающего напряжения, при этом второй вывод четвертого резистора 7 соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 14, выходом соединенного со своим инвертирующим входом, шина 10 первого питаюшего напряжения подключена через пятый резистор 15 к инвертирующему входу компаратора 3 напряжения, а вто рой вывод третьего резистора 6 подклю чен к эмиттеру третьего транзистора
16, коллектор и база которого соединены непосредственно с входной шиной
11, эмиттером второго транзистора 2 и базой четвертого транзистора 17, коллектор которого соединен с инвертирующим входом компаратора 3, а эмиттер — с выходом второго операционного усилителя 14, неинвертирующий вход которого подключен к эмиттеру пятого транзистора 18, базой и коллектором соединенного с эмиттером перво- 50
ro транзистора 1.
Компаратор тока работает следующим образом.
91 2 смещения операционного усилителя 8).
Такое же напряжение устанавливается на входной шине 11, так как сопротивления резисторов 6, 7 и 4, 5 выбираются равными R4= R, R = R/. При этом через резистор 4 протекает ток, равный где U — напряжение источника пита1 (ния на шине 13
Ь(10 — напряжение смещения операционного усилителя 8;
Оьэ(8 — напряжение база-эмиттер транзистора 18; — ток базы транзистора 1;
R — сопротивление резистора 7.
Через резистор 5 протекает ток, равный
U1> (00ч - U19. U53 (6 р R
6 Э17
После подачи питающих напряжений на шины 10 и 13 с помощью операционного усилителя 8 на эмиттере транзистора 1 устанавливается напряжение, близкое к нулевому (равно напряжению гДе 1(P11
55 Uay i@ обратныи ток перехода коллектор-база транзистора 17; напряжение смещения операционного усилителя 14; напряжение база-эмиттер транзистора 17 при З х хе О. з 1320
При идеальных условиях, т.е. использовании высококачественных операционных усилителей, согласованных параметров транзисторов, равенстве сопротивления резисторов 6 и .7 и равенстве сопротивлений резисторов 4, 5 и 15 напряжение, прикладываемое к входу компаратора напряжения, равно
791 ко (ехр Пьэ Ч, - )Пьэ Чт — fp где 3„ — обратный ток коллектора согласованных транзисторов 15
2 и 17;
U — напряжение база-эмиттер согласованных транзисторов при 3 „ = 0;
6 Uьэ — изменение напРЯжениЯ база- 2Р эмиттер согласованных транзисторов 2 и 17 под действием входного тока;
R — сопротивление резисторов
4, 5 и 15. 25
В известном компараторе при идеальных условиях напряжение, прикладываемое к входу компаратора ЬУ„„ напряжения, равно
Коипаратор тока, содержащий два транзистора, комператор напряжения, четыре резистора и первый.операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого
ЗО потенциала, инвертирующий вход — к эмиттеру первого транзистора, а выход — к базам первого и второго транг зисторов, коллектор первого из которых соединен через первый резистор с
З5 шинои первого питающего напряжения, эмиттер второго — с входной шиной, а
его коллектор — с шиной первого питающего напряжения через второй резистор и с прямым входом компаратора
4р напряжения, выход которого соединен с выходной шиной, а первые выводы третьего и четвертого резисторов подключены к шине второго питающего напряжения, отличающийся
45 тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, в него дополнительно введены второй операционный усилитель, пятый резистор и третий, четвертый.и пятый транзисторы, эмиттер
5р третьего из которых соединен с вторым выводом третьего резистора, а база и коллектор соединены с входной ши.ной и с базой четвертого транзистора, коллектор которого соединен с инвер5 тирующим входом компаратора напряжения и через пятый резистор с шиной первого питающего напряжения, а эмиттер — с инвертирующим входом и выйодом второго операционного усилите— ехр(и„/q,)j R.
-тт
3ý где 60
Для изве .шающая спос на рерав
33р„ — exP(Us т+ Пьэ Чт 1 Rú
1 Пт.и м (ехр®ьэ Йтt Ь Ut;
Входное сопротивление предлагаемого и известного компаратора где r — сопротивление эмиттера входного транзистора; — величина эмиттерного тока входного транзистора.
Разрешающая способность по току рп предлагаемого компаратора я р
2 к разрешающая способность компаратора напряжения. стного компаратора раз обность по току 83р„
Для обеспечения подстройки нуля входа компаратора, обусловленного несогласованностью параметров используемых элемент, в между первыми выводами Df .çèñòàðîB 7 и 6 можно включить небольшой подстроечный резистор, средний вывод которого соединяется с шиной второго источника питания.
Аналогично для подстройки смещения нуля на входе компаратора напряжения при нулевом входном токе между выводами резисторов 5 и !5 также включается небольшой подстроечный резис- . тор, средний вывод которого соединяется с шиной первого источника питания.
Предлагаемый компаратор за счет введения второго операционного усилителя, резистора и трех транзисторов позволяет в два раза увеличить разрешающую способность по току, что позволяет использовать его ь прецизионных быстродействующих многоканальных АЦП.
Формула изобретения
Составитель Н. Маркин
Техред М.Моргентал
Корректор А. Зимокосов
Редактор Е. Копча
Заказ 2658/51 Тираж 863
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4
5 1320791 6 ля, неинвертирующий вход которого со- зистора, база,и коллектор которого единен с вторым выводом четвертого соединены с инвертирующим входом перрезистора и с эмиттером пятого тран- вого операционного усилителя.
