Двухпороговый компаратор

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения выхода напряжения из установленных пределов, а также в качестве дифференциального дискриминатора. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования уровней и повышение точности. Для достижения цели в устройство, содержащее сдвоенный компаратор 1, резисторы 2 и 3, источники 6 и 7 питания , полевой транзистор 13 и резистор 14, дополнительно введены р-п-р-транзистор 4, п-р-п-транзистор 5, два делителя 8 и 9 напряжения, резисторы 10 и 11, переменный резистор 12. При этом изменением сопротивления резистора 12 достигается установка пороговых уровней в положительной и отрицательной областях диапазона пороговых уровней. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 00 ел vj СХ) ф

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gg 4 G 01 R 19/165

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 400802 7/24-21 (22) 10. 01. 86 (46} 07. 12. 87. Бюл. К 45 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза

Устинова Д.Ф. (72) С.N.Åðøoâ и И.В.Ершова (53) 621.317.7(088.8) (56) Алексенко А.Г. Применение прецизионных аналоговых ИС. — М.: Советское радио., 1980, с.174-175, табл.7.4б.

Коннели Дж. Аналоговые интегральные схемы. — М.: Мир, 1977, с.152, фиг.4.12. (54) ДВУХПОРОГОВЫЙ КОМПАРАТОР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения выхода напря„.SUÄÄ 1357860 А1 жения из установленных пределов, а также в качестве дифференциального дискриминатора. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования уровней и повышение точности.

Для достижения цели в устройство, содержащее сдвоенный компаратор 1, резисторы 2 и 3, источники 6 и 7 питания, полевой транзистор 13 и резистор

14, дополнительно введены р-и-р-транзистор 4, и-р-и-транзистор 5, два делителя 8 и 9 напряжения, резисторы

10 и 11, переменный резистор 12. При этом изменением сопротивления резистора 12 достигается установка пороговых уровней в положительной и отрицательной областях диапазона пороговых : Я уровней. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1357860

Изобретение относится к измерительной технике и может был ь испольэовано для определения выхода напряжения из установленного допуска, а также в качестве дифференциального дискриминатора.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования уровней и повышение точности.

На чертеже изображена схема двухпорогового компаратора.

Двухпороговый компаратор содержит сдвоенный компаратор 1, первый 2 и второй 3 резисторы, р-и-р-транзистор

4, и-р-и-транзистор 5, первый 6 и второй 7 источники питания, первый 8 и второй 9 делители напряжения, первый 10 и второй 11 дополнительные резисторы, переменный резистор 12, полевой транзистор 13 и третий дополнительный резистор 14. Первый 2 и

-второй 3 резисторы соединены последовательно, Их общий вывод соединен с первым инвертирующим входом сдвоенного компаратора 1. Первый вывод первого резистора 2 соединен с общей шиной ., Второй вывод второго резистора

3 соединен с первым неинвертирующим входом сдвоенного компаратора 1, с затвором полевого транзистора,3 и коллектором р-и-р-транзистора 4. База транзистора 4 соединена со средним выводом первого делителя 8 напряжения, крайние выводы которого соединены с соответствующими выводами первого источника 6 питания. Эмиттер транзистора 4 через первый дополнительный резистор 10 соединен с положительным полюсом первого источника 6 питания.

База п-р-п-транзистора 5 соединена со средним выводом второго делителя

9 напряжения, крайние выводы которого соединены с соответствующими выводами второго источника 7 питания. Эмиттер транзистора 5 через второй дополнительный резистор 11 и переменный резистор 12 соединен с отрицательным полюсом источника 7 питания. Отрицательный полюс источника 6 питания и положительный полюс источника 7 питания соединены с общей шиной. Исток полевого транзистора 13 через третий дополнительный резистор 14 соединен с общим выводом первого 2 и второго

3 резисторов. Сток полевого транзистора 13 соединен с эмиттером транзистора 4. Транзистор 4, источник 6 питания, делитель 8, дополнительный

ll5

35 резистор 10 а также транзистор 5, источник 7 питания, делитель 9, до- полнительный 11 и переменный 12 резисторы образуют два генератора тока соответственно на транзисторах 4 и 5.

Двухпороговый компаратор работает следующим образом.

Падение напряжения на первом резисторе 2 определяет нижний пороговый уровень, а верхний пороговый уровень превышает нижний на окно дискриминации, величина которого равна падению напряжения на втором резисторе 3 от протекания через него тока генератора тока на транзисторе 4.

Не учитывая первоначально для простоты полевой транзистор 13, получаем, что при равенстве токов через коллекторы транзисторов 4 и 5 нижний пороговый уровень равен нулю. При увеличении сопротивления переменного резистора 12 в эмиттере п-р-г,-транзистора уменьыается ток генератора тока на транзисторе 5 и через первый резистор 2 протекает часть тока генератора тока на транзисторе 4 и нижний пороговый уровень становится положительным. Чем меньше ток генератора тока на транзисторе 5 относительно постоянного по величине тока генератора тока на транзисторе 4, тем больше сдвиг нижнего порогового уровня в область положительных напряжений. Верхний пороговый уровень отличается от нижнего на падение напряжения на втором резисторе 3, Наоборот, если ток генератора тока на транзисторе 5 больше тока генератора тока на транзисторе 4, через первый резистор 2 протекает избыточная часть тока генератора тока на транзисторе 5, которая создает на первом резисторе

2 отрицательное напряжение. Чем больше ток генератора тока на транзисторе

5 (меньше сопротивление переменного резистора 12 в эмиттере п-р-и-транзистора 5), тем больше сдвиг пороговых уровней в область отрицательных напряжений. Максимальный сдвиг в отрицательную область диапазона пороговых уровней определяетcs. аналогично отрицательным потенциалом на базе и-р-итранзистора 5.

Таким образом, посредством изменения сопротивления одного переменного резистора 12 достигается установка пороговых уровней в положительной и

13578

3 отрицательной областях диапазона пороговых уровней.

Дополнительную стабилизацию ширины окна дискриминации (повышение точности) обеспечивает полевой транзистор

13. Ток через полевой транзистор 13 составляет небольшую, например одну десятую, часть тока генератора тока на транзисторе 4. Так как ток затвора полевого транзистора 13 практичес. 10 ки равен нулю, то ширина окна дискриминации определяется по-прежнему падением напряжения на втором резисторе

3 от протекания через него тока генератора тока на транзисторе 4. Ниж- 15 ний пороговый уровень при учете полевого транзистора 13 равен нулю не при равенстве токов двух генераторов тока, а при превышении тока генератора на транзисторе 5 над током 20 генератора на транзисторе 4 на величину тока истока полевого транзистора 13.

Дополнительная стабилизация ширины окна дискриминации происходит следую-25 щим образом, При регулировании пороговых уровней изменяется потенциал коллектора р-и-р-транзистора 4. Эффект изменения ширины базы незначительно изменяет 3р ток коллектора, например, при сдвиге пороговых уровней в отрицательную область ток коллектора р-n-p-транзис-, тора увеличивается, что увеличивает падение напряжения на втором резисто- 35 ре 3. При этом возрастает ток стока полевого транзистора 13, понижается потенциал эмиттера р-и-р †транзисто

4 и ток коллектора р-и-р-транзистора

4 восстанавливает исходное значение. 40

При сдвиге пороговых уровней в положительную область ток стока полевого транзистора 13 уменьшается, если уменьшается ширина окна дискриминации, в итоге увеличивается ток кол- 45 лектора р-и-р-транзистора 4 и происходит стабилизация ширины окна. При использовании полевого транзистора

13 с начальным током стока, составляющим небольшую часть номинального 50 тока генератора тока на транзисторе

4, резистор в цепи истока может отсутствовать.

При действии входного сигнала с .источника 15 на выходе сдвоенного компаратора 1 устанавливается ypotl н вень 1, если сигнал лежит внутри окна, и уровень "0", если сигнал ниже

4 нижнего и выше верхнего пороговых уровней.

Формула из об р е те ния

1. Двухпороговый компаратор, содержащий сдвоенный компаратор, первый и второй источники питания, положительный полюс первого из которых и отрицательный полюс второго соединены с соответствующими входами сдвоенного компаратора, а отрицательный полюс первого и положительный полюс второго источника соединены с общей шиной, и последовательно соединенные первый и второй резисторы, первый вывод первого из которых соединен с общей шиной, общий вывод первого и второго резисторов соединен с первым инвертирующим входом сдвоенного компаратора, а второй вывод второго резистора соединен с первым инвертирующим входом сдвоенного компаратора, вторые инвертирующий и неинвертирующий входы сдвоенного компаратора соединены с входной клеммой, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования пороговых уровней, введены два транзистора соответственно с р-и-р- и и-р-п †проводимостя, первый и второй резисторные делители напряжения, первый и второй дополнительные резисторы и переменный резистор, причем базы транзисторов соединены со средними выводами соответствующих резисторных .делителей напряжения, крайние выводы которых соединены с соответствующими выводами соответствующих источников питания, эмиттер р-и-р-транзистора через первый дополнительный резистор соединен с положительным полюсом первого источника питания, эмиттер п-р-n-транзистора через последовательно соединенные второй дополнительный резистор и переменный резистор соединен с отрицательным полюсом второго источника питания, коллектор р-и-ртранзистора соединен с вторым выводом второго резистора, а коллектор п-р-итранзистора соединен с общим выводом первого и второго резисторов.

2. Компаратор по п.I, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, введен полевой транзистор и третий дополнительный резистор, причем сток полевого транзистора соединен с эмиттером р-и-ртранзистора, его исток через третий

1357860

Составитель Б.Веремейкин

Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец. Редактор О.Головач. Заказ 5994/45

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дополнительный резистор соединен с сторов 1 а затвор соединен с вторым общим выводом. первого и второго рези-,выводом второго резистора.