Компаратор

 

Изобретение относится к импульс-, ной технике и может быть использовано для сравнения сигналов в системах автоматического регулирования. Целью изобретения я.вляется повышение точт ности компаратора. Поставленная цель достигается за счет того, что входной и опорный сигналы подаются на входы . двух операционных усилителей, охваченных гибкими положительными обратными связями, а выходные сигналы этих усилителей поступают на С-входы двух D-триггеров. Прямой выход первого D-триггера является выходом компаратора, выходной сигнал которого поступает на D- и R-входы второго D-триггера, а инверсный выходной сигнал второго D-триггера поступает на R-вход первого D-триггера . 2 ил. § О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. А1

Е19) Е11) 22

Е51) 4 G 05 В 1 01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) КОМПАРАТОР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4059043/24-24 (22) 23.04.86 (46) 23.08.87. Бюл. У 31 (71) Куйбьппевский авиационный институт им. акад. С.П, Королева (72) В.А. Медников, А.И. Данилин и В.А. Антропов (53) 62-50(088.8) (56) Шило В.П. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре.—

М.: Советское радио, 1979, с. 210.

Авторское свидетельство СССР

В 760024, кл. G 05 В 1/01, 1977. (57) Изобретение относится к импульс-. ной технике и может быть использовано для сравнения сигналов в системах автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение точ-. ности компаратора. Поставленная цель достигается за счет того, что входной и опорный сигналы подаются на входы, двух операционных усилителей, охваченных гибкими положительными обрат,— ными связями, а выходные сигналы этих усилителей поступают на С-входы двух 0-триггеров. Прямой выход первого D-триггера является выходом компаратора, выходной сигнал которого поступает на D- u R-входы второго D-триггера, а инверсный выходной сигнал второго D-триггера .поступает на R-вход первого D-триггера. 2 ил.

1332258

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для сравнения сигналов в системах автоматического регулирования.

Целью изобретения является повышение точности компаратора.

На фиг. 1 представлена электрическая схема компаратора; на фиг. 2эпюры напряжений.

На фиг. 1 и 2 обозначены первый операционный усилитель 1, первый 2, второй 3, восьмой 4 и третий 5 резисторы, первый стабилитрон 6, BTO рой операционный усилитель 7, четвертый 8, пятый 9 и седьмой 10 резисторы, второй стабилитрон 11, шестой 12 и девятый 13 резисторы, первый 14 и второй 15 D-триггеры, вход 16 и выход 17 компаратора, источник 18 напряжения питания, источник 19 опорного напряжения, десятый резистор 20, входной сигнал U опорйое напряжение U выходное

oil Ф напряжение Б, напряжение U„ пиьых тания, добавочное напряжение д0„„ опорные моменты времени t — t, выходные напряжения U, и U„ первого

1 и второго 7 операционных усилителей

Устройство работает следующим образом.

На прямой вход операционного усилителя 1.через первый резистор 2 и на инверсный вход операционного усилителя 7 через четвертый резистор

8 поступает входной сигнал U положительной полярности. На инверсный вход, операционного усилителя 1 через второй резистор 3 и на прямой вход операционного усилителя 7 через пятый 9 и седьмой 10 резисторы подается положительное опорное напря-. жение. Таким образом, при отсутствии входного сигнала U на входе компас ратора 16 на выходе операционного усилителя 1, благодаря действию положительной обратной связи через восьмой резистор 4, устанавливается отрицательный уровень напряжения, а на выходе операционного усилителя

7 аналогично через девятый резистор 13 устанавливается положительный уровень напряжения и через шестой резистор 12 поступает на второй стабилитрон 11, с которого снимается фиксированное напряжение U, . Напряжение U поступает на делитель на пряжения, состоящий из седьмого 10 и девятого 13 резисторов, который формирует добавочное напряжение д0 и оно суммируется с опорным напряжением U „ . Таким образом, уровень компарирования компаратора íà one5 рационном усилителе 7 становится выше уровня компарирования компаратора на операционном усилителе 1 на величину дБ . Величина д0„ выбирается исходя из требуемой помехоустойчивости устройства и устанавливается выбором седьмого 10 и девятого 13 резисторов делителя.

Первый 14 и второй 15 D-триггеры находятся в нулевом состоянии.

В момент t,, когда входное напряжение U (фиг. 2) достигает опорного уровня напряжения U Ä компаратора на операционном усилителе 1, он срабатывает и на его выходе появляется положительный уровень напряжения U (фиг. 2),;которое подается на синхронизирующий вход триггера 14, перебрасывает его, и на выходе ком25 паратора появляется положительный перепад напряжения (фиг. 2). Поло-, жительный уровень напряжения с выхода операционного усилителя 1 через третий резистор 5 поступает

ЗО снимается фиксированное напряжение

U, и поступает: на делитель напряжения, состоящий из восьмого 4 и первого 2 резисторов, который формирует добавочное напряжение дБ „ к входному сигналу, равное по величине дП „, Таким образом, в момент совпадения уровней входного .U, и опорного U,„ ñèãíàëîâ происходит скачкообразное увеличение сигнала на величину дБ „, что позволяет обеспечить необходимую помехоустойчивость компаратора (фиг. 2).

В момент С совпадения уровней

2 входного U, и. опорного U,„ сигналов (опорный сигнал в данном случае равен

U, + дЦ,„ ) на входах операционного усилителя 7 на его выходе появляется отрицательное напряжение 0„ (фиг. 2), поэтому опорный сигнал на его вход теперь поступает без добавочного напряжения дЦ,„и уровня опорного напряжения на входах первого и второго операционных усилителей 1 и 7 становятся равными. Во время спада импульса входного сигнала происходит повторное сравненне его с опорным сигналом U,„ . Вначале уровень входного сигнала 0 становится равным е уровню опорного сигнала U,„íà вто1332258 ром операционном усилителе 7. В этот момент t на входе второго операционного усилителя 7 (фиг. 2) появляются положительный уровень напряжения и добавочное напряжение к опорному сигналу U на прямом входе второго операционного усилителя 7, что обеспечивает необходимую помехоустойчивость компаратора..Положительный уровень напряжения с выхода второго операционного усилителя 7 поступает на синхрониэирующий вход второго триггера 15 и перебрасывает его. Это приводит к изменению состояния первого триггера 14, и на выходе компаратора возникает отрицательный перепад напряжения (фиг.. 2, t >) .

В момент совпадения уровня входного напряжения (в данный момент времени входное напряжение равно

0 „ + ь0,„ ) с уровнем опорного напряжения на входах первого операционного усилителя 1 (фиг ° 2, t„) на его выходе образуется отрицательный уровень напряженияи устраняется добавочное напряжение квходному сигналу на неинвертирующем входе операционного усилителя 1. Так как первый триггер

14 срабатывает попереднему фронту импульса, изменение напряжения на выходе первого операционного усилителя 1 в этот момент не влияет на состояние триггера 14. Таким образом происходит формирование прямоугольного выходного сигнала.

Использование дополнительных элементов в компараторе выгодно отличает данное устройство от известного, так как компарирование входного импульсного сигнала происходит на одном и том же.уровне по переднему и заднему фронтам входного импульса, что увеличивает точность компарирования.. .В то же время компаратор обладает достаточной помехоустойчивостью, которую можно регулировать в зависимости от требуемых конкретных условий.

Формула изобретения

Компаратор, содержащий источник

5 напряжения питания, первый операционный усилитель, соединенный пря- . мым и инверсным входами и выходом с первыми выводами соответственно первого, второго и третьего резисто10 ров, второй операционный усилитель, подключенный инверсным и прямым входами и выходом к первым выводам соответственно четвертого, пятого и шестого резисторов, и источник опор15 ного. напряжения, соединенный выходом с первым выводом седьмого резистора, причем второй вывод первого резистора является входом компаратора, и соединен со вторым входом четвертого резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компаратора, в нем дополнительно установлены восьмой, девятый и десятый резисторы, первый и второй стабилит-.

25 роны и первый и второй D-триггеры, причем D-вход первого D-триггера соединен с первым выводом десятого резистора, С-вход — с выходом первого операционного усилителя, R-вход—

30 с инверсным выходом второго D òðèãгера, а выход первого D-триггера является выходом компаратора и соединен с D-входом и с К-входом второго

D-триггера, подключенного С-входом

35 к выходу второго операционного усилителя, первый вывод восьмого резистора соединен с первым выводом первого резистора, а второй вывод — с вторым выводом третьего резистора и с

40 катодом первого стабилитрона, подключенного анодом к выходу источника опорного напряжения, к аноду второго стабилитрона и к второму выводу второго резистора, первый вывод девятого

45 резистора соединен с вторыми выводами пятого и седьмого резисторов, а второй вывод — с вторым выводом шестого резистора и катодом второго стабилитрона, выход источника напря50 жения питания подключен к второму выводу десятого резистора.

1332258

Юю1

Составитель Г. Нефедова

Редактор И. Николайчук Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

Заказ 3828/41 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ж-35, Москва, Раушская наб., д. 4/5

° Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужтород, ул. Проектная, 4