Компаратор

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 527896 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 07.02.75 (21) № 2103465/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.09.76Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 23.05.77 (51),Ц Кл

6 05 В 1/02

Гасударственный комитет

Coaara Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 621.396 (088.8) Л. А. Брякни, Н. П. Вашкевич, В. Ф. 10ВороЕ и О. С. Ермишко (72) Авторы и. обретения (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) КОМПАРАТОР

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для использования в радиотехнических установках различного назначения, и частности, в точных быстро действующих аналого-цифровых преобразователях.

Тенденция увеличения быстродействия аналоге-цифровых преобразователей приводит K необходимости совмещения в комнараторе,функций элементов, обычно стоя- щ ших после него, Поскольку чаше всего на выходе компаратора ставится запоминаю,щий элемент — триггер, то все большее распространение начинают получать компараторы триггерного типа, в которых сов- ll5 мешены функции сравнения двух аналоговых сигналов и запоминания результата сравнения .(13.

Известны быстродействующие компарате ры триггерного типа, используемые в ра- Я диотехнических установках и приборах для сравнения различных напряжений и запоми нания результата сравнения. Наиболее близким к данному изобретению является компа ратор; содержащий дифференциальный усили- 25 тель, состоящий из последовательно соединенных входного дифференциального токового переключателя, каскадной схемь1 и вь!ходных эмиттерных повторителей, и управ ляемый дифференциальный токовый переключатель, входы которого соединены с выходами дифференциального усилителя, а выходы перекрестно подключены ко входам каскадной схемы дифференциального усилителя (2 .

Быстродействие такого устройства высоко, однако, точность работы в большинстве случае недостаточна, При интегральном исполнении схемы компаратора и жестких требованиях к технологическому процессу ее изготовления можно достичь величины результирующего дрейфа нуля в пгэделах 1-2 мВ..

При дискретном исполнении схемы даже при тщательном подборе всех компонентов результирующей дрейф нуля возрастает поч ти на порядок .

Целью изобретения является повышение точности работы компаратора.

Для достижения этой цели в компаратор введены операционный усилитель, входы

527696 му с управляюшим входом регулируемогэ 10 делителя тока.

На чертеже приведена принципиальная схема ко:.: паратора.

Компаратор содержит дифференциальный усилитель 1, управляемый токовый переклю- чатель 2, источник тока 3, регулируемый делитель тока 4, накопительный конденсатор 5, цепи заряда 6 и разряда 7 кэнденсатора 5, логический блок 8, операционный усилитель 9,. ключ 10, входные 11 и выходные 12 клеммы, клемму 13 подачи сигнала включения коррекции и клемму 14 задания эталонного уровня.

Дифференциальный усилитель 1 образован дифференциальным токовым переключателем на транзисторах 15, 16, каскадной схемой на транзисторах 17 и эмиттерными повторителями на транзисторах 18.

Управляемый токовый переключатель 2 содержит доп элнительный т oKDBbIH переключател. па транзисторах 19, 20, схему выклю:.ения "îêà на диоде 21 и клемму 22 входа сигнала "oIIpoc

Регулируемый делитель тока 4 может быт- эбразовап, например, полевыми транзисторами 23, истоки которых соединены и подключены к выходу источника тока 3, с эки соединены с входами каскодной сх-с. .ь (=I.;:IIòтерамп транзисторов 0

Компаратор, содержаший дифференциальный усилитель, состоящий из последовательно соединенных входного дифференциального токового переключателя, каскадной схемы и и выходных эмиттерных повторителей, и

50 управляемый дифференциальный токовый переключатель, входы которого соединены с выходами дифференциального усилителя, а выходы перекрестно подключены ко входам каскадной схемы дифференциального

55 усилителя, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности работы компаратора, в него введены операционный усилитель, входы которого подключены к выходам дифференциального усилителя, накопительный конденсатор, источник тока, которого подключены к выходам дифференциального усилителя, накопительный конденсатор, источник тока, регулируемый делитель тэка, включенный между источником тока и ьхэдами каскадной схемы, и логический блок, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход через введенные цепи заряда и разряда подключен к накопительному конденсатору, связанноЗатвор эд-..or.o IIoIlåâoão транзистора 23

:.э,-п,п; -ген к к;1емме 14, па которую пода«те, э".:эрнэе напряжение Е, а затвор . э — K одной из эбкладок кэнденсатэ1 э=.:..:: к выхэ:,ам цепей его заряда(6

- - -31- -; : f 7 ) .":,.:;;ды усилителя 9 соединены с выходаусплителя 1, а выход. — с входом логи-Iескэгэ блэка 8, выходы которого связаны с цепями заряда 6 и разряда 7 конденсатора 5.

Кэмпаратэр работает в двух режимах:

"Работа" и "Кэррекция нуля".

В р = êIIì å "Работа" ключ10 разомкнут и на клемму 13 подан сигнал лэг ического чуля, При отсутствии сигнала

"опрос" (высокий уровень па клемме 22) тэк через транзистор 20 отсутствует, и усилитель 1 осуlIIBOTB. Iÿÿò усиление парафазной составляющей входного сигнала, поступаюшего на клеммы 11. При подаче на клемму 22 сигнала "опрос" (низкий уровень) ток источника тока на транзисторе 19 задается в эмиттеры транзисторов 20 переключателя 2, входной сигнал, на который поступает с выхода усилителя

1, Переключатель 2 включен в цепь положительной обратной связи усилителя 1, и поэтому при незначительной разности напряжения на выходе усилителя 1 компаратор устанавливается в одно из двух устойчивых состояний и не реагирует на изменения входного сигнала.

Врежиме "Коррекция н у л я " ключ 10 замыкает входные клеммы 11, на клемму 22 подается высокий уровень, а на клемму 13 — уровень логической единицы. При этом переключатель 2 выключен, а на конденсатор 5 в зависимости от знака разности выходных сигналов усилителя 1 задается ток заряда, либо ток разряда. Изменение напряжения на конденсаторе 5 приводит к перераспределению тока источника тока 3 между истоками полевых транзисторов 23 таким образом, что разность напряжений на выходе усилителя 1 стремится к величине А Ц, равной приведенному кэ входу смещению нуля усилителя 9. B результате величина приведенного кс входу смещения нуля усилителя 1 равна ь Ll(K, где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 1.

Если считать, что дифференциальный и операционный усилители обладают примерно одинаковыми приведенными ко входу смешением нуля,то введение предложенной цепи коррекции позволяет повысить точность компаратора в К раз.

Формула изобретения

527696

Составитель С. Белан

Редактор Л. Утехина Техред О. Дуговая Корректор C. Шекмар

Заказ 717/50 Тираж 1032 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 регулируемый делитель тока, включенный между источником тока и входами каскадной схемы, и логический блок, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход через введенные цепи заряда и разряда подключен к накопительному конденсатору, связанному с управляющим входом регулируемого делителя тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 225268, Кл. 6 05 в 1/01, 13.12.68.

2, Джайлз, Силз "Точный быстродействующий компаратор", ж. "Электроника", русский перевод, т.45, К 2211, 19 /2, стр. 54-62.