Spannungskomparator

Spannungskomparator - eine Einheit, die den Vergleich der verfügbaren Spannungspegel an dem Referenzsignal durchführt. Die Antwort, in der Regel ist es ein binärer Wert - ja oder nein, null oder eins.

dank

Ohne Brüder Kuznetsov würde den Leser mit einer so wunderbaren Überprüfung nicht zur Verfügung stellen. Kann nicht die Arbeit des wissenschaftlichen Teams namens N. Novgorod State University ignorieren Lobachevsky, seine Mitglieder auf, zwischen denen:

• Sdobnyakov VV
• Karzanov VV
• Shabanov, VN
• Referenten: Dorokhin MV Und Zdoroveishev AV

allgemeine Informationen

Der Komparator vergleicht die beiden Spannungen, daher der Name. Falls erforderlich, wird ein konditionierte Signal als Binärcode gebildet oder Zeichendifferenz sonst ausgegeben:

1. Der steile Spannungsabfall (vorne oder Abnahme).
2. Impuls mit gewünschten Eigenschaften.
3. Ändern der Polarität der Ausgangsspannung.
4. Binär-Code in der Systemlogik des Chipsatzes.

Komparator geographisch Teil des Analog-Digital-Umsetzer wird das Verfahren separat angewandt. Das Element Genauigkeit hängt direkt, als auch auf dem Bit. Die Eigenschaften des Vergleichers umfassen:

• Empfindlichkeit.
• Leistung.
• Kosten.
• Haltbarkeit.
• Stabilität.
• Belastbarkeit.
• Eingangswiderstand und so weiter.

Die meisten Komparatoren auf der Basis von Operationsverstärkern implementiert, Datenverzeichnisse sind häufig. Dies wird durch die Einführung von Feedback erreicht, die in den 30er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts geprägt.

Features Komparatoren

Empfindlichkeit bezieht sich auf den minimalen Spannungskomparator, Sitz für die Wahrnehmung. Differentialpaar von Transistoren, die in den Operationsverstärkern verwendet werden, erhöhte Temperaturstabilität dienen, um somit Komparatoren zu erstellen. Parameter eng mit der Auflösung oder Genauigkeit bezogen. Die Empfindlichkeit hängt stark von dem Schaltungsdesign, es ist eine offensichtliche Tatsache.

Neben der thermischen Stabilität und der Architektur für einen Parameter, der die Zuverlässigkeit und Störfestigkeit zu beeinflussen. In der Praxis sagt die optimale Empfindlichkeit, die gleich die Hälfte Entladungs ​​Analog-Digital-Wandler. Das bedeutet, dass, da der Komparator die Messgenauigkeit nicht verringert. In der gegenwärtigen Phase der technologischen Entwicklung ist oft sehr unterschiedliche Werte.

Speed-Digital-Technologie ist groß, aber in Anbetracht der Tatsache, dass der Sender Notwendigkeit zu erledigen Probe Taktfrequenz des Prozessors müssen Hunderte, wenn nicht tausende Male höher als die diskret zählt. Und der wichtigste limitierende Faktor ist die Geschwindigkeit Eigenschaften des Komparator. An seinem zweiten Eingang zu der Zeit der Messung der Referenzspannung allmählich erhöht, bis eine Übereinstimmung erreicht wird. Und erzeugt das digitale Codeergebnis.

Die Abtastrate bestimmt wird durch die Prozessgeschwindigkeit wurde untersucht. Wenn dieser Klangbereich, beginnen die Werte von 45 kHz und kann viermal mehr für Studioaufnahmen sein. In jedem Zeitintervall muß der Komparator Zeit haben, um die Spannung, die der niedrigsten Frequenz für Genauigkeit in 0,5% liegt bereits im Bereich von 10 MHz zu vergleichen. In der Praxis gibt es viel größere Mengen, aber nicht vergessen, wird der Haupt-Bus des Motherboards die schnellste Stelle der Systemeinheit (PC).

Komparator Leistung ausgedrückt Zeit zwischen benachbarten Messungen. Es besteht aus Erhöhung der Intervall die Spannung auf einem gewünschten Niveau und die Geschwindigkeit der elektronischen Komponenten vergleicht. Die letztgenannten Zahlen umfassen den Zeitraum von der Entscheidung Komparator zum auf den Ergebnissen der Signalimpuls in seine tatsächliche Aussehen ausgibt. Der zweite Parameter ist die Flankensteilheit betrachtet, wie die Logik-Chips auf den Schwellenwert eingestellt. Es ist ein wichtiges Erholungszeit betrachtet, für die der Komparator in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Diese Parameter bestimmen die Höhe der Taktfrequenz des Komparators. Unter Belastung bezieht sich auf die Fähigkeit Kapazität ein Signal stark genug, um zur Ausgabe abhängigen Systeme auslösen. Unterscheiden sogenannte Überlastfähigkeit, die zeigt, wie groß der Unterschied in Zeiten, zu benachbarter Referenzspannung. Zur Verkürzung kann das Messintervall, von dem zweiten Komparator beginnend zwei parallele Meßvorgang durchführen:

1. Eine Erhöhung der Spannung im Vergleich zu der vorherigen Anzeige.
2. Spannungsreduzierung im Vergleich zur vorherige Anzeige.

So wird es in der Lage sein, schnell das Ergebnis zu finden, ohne durch den gesamten Bereich des von Anfang an. Obwohl es dauern wird, so viel wie zwei parallel Komparator enthalten. Aber die Zeitersparnis Kosten dieses Kampfes. Der Erfolg eines solchen Ereignisses wirkt sich direkt auf die Überlastfähigkeit.

Der Eingangswiderstand bildet eine resistiven Teilers Signalquelle, und je kleiner sie ist, desto höher ist die Genauigkeit, die Mehrzahl der Spannungsabfälle hier. Mit einer Erhöhung der Parameter und sinkende Verbrauchsstrom. Die meisten Komparator Eingangsimpedanz Notwendigkeit für separate Schaltungen speziell genommen anpaßt.

Sorten von Komparatoren

Die meisten der Komparatoren basiert auf Schemata der Operationsverstärker durch eine Kette von positiven Rückmeldungen abgedeckt. Aufgrund der hohen Verstärkung ist möglich, vertikale Übertragungsstufe Funktionen zu erreichen.

Eigenschaften des Operationsverstärkers in einer Art von Handlung ist linear. Die grafische Darstellung ist symmetrisch in Bezug auf Null. Bei einem bestimmten Wert Uogr zu sättigen und die Ausgangsspannung wächst nicht weiter. Dies ist im positiven Bereich von Eingangswerten und negativen beobachtet. Die beschriebene Eigenschaft wird für die Konstruktion der Komparatoren verwendet.

Der Operationsverstärker durch eine formschlüssige Verbindung bedeckt ist, mit einem Koeffizienten von seiner Koeffizienten Übertragung an die Übertragung des Operationsverstärkers umgekehrt proportional ist, geht die Formel bis unendlich. Von diesen Parametern auf der Steilheit der Kurve hängen, wird es vertikal. Was ist für den Vergleich von Spannungen in der Praxis erforderlich ist.

Standard jeder Wert zulässig ist. Zum Beispiel kann eine mögliche Schaltungsimplementierung des Spannungsüberganges durch Null. Aber als Teil des Analog-Digital-Wandler misst der Wert im Bereich angesehen wird konstant die Referenzspannung steigt, bis sie gleich. Und in diesem Moment erzeugt Koinzidenzimpuls.

einen Schwellenwertkomparator

Die Schwellenspannungsvergleicher - in der Literatur erwähnt. Die Übertragungscharakteristik seines einfach - wenn die Differenz an den Eingängen des Operationsverstärkers zu Null wird, gibt es eine Reaktion am Ausgang. Die umgekehrte Bewegung entlang der Übertragungskennlinie geht durch den gleichen Weg.

Es ist wie oben beschrieben: eine Operationsverstärker-Rückkopplungsschleife für eine steile, vertikale Transfercharakteristik bedeckt. Aber bleiben einige kleine Fehler. Die Referenzspannung an den akzeptierten nicht-invertierenden Eingang zugeführt wird.

Hysteresekomparator

Hysteresekomparator wurde für die Tatsache genannt, dass das Übersetzungsverhältnis der Rückkopplungsschleife in absolutem Wert und das Vorzeichen ändert. Das Ergebnis ist eine Familie von Übertragungseigenschaften ermöglicht der Komparator erstellen einen einzigen Wert der Spannung aufweist, und ansonsten ausgeschaltet.

Die Vorrichtung ist in dem Fall von Hochfrequenz-Rauschen auf der Leitung nützlich. Und wenn der Wert wiederholt in einem vorgegebenen Messintervall geändert wird, wird ein herkömmlicher Spannungskomparator leicht übersehen. Zur gleichen Zeit Hysterese genau mit einer Genauigkeit von Störungen geschätzt und würde die Ausgabe halten, bis der Prozess zu unter der Norm liegt.

Jeder wirkliche Hysteresekomparator wird aufgrund des Fehlers in Betracht gezogen, bei bestimmten Arten von speziell eine verlängerte Schleife in Verbindung mit Nuancen beschrieben haben. Ausgeprägte Rechteckkennlinie wird durch einen Schmitt-Trigger aus. Seine hysteretischen Übertragungsfunktion kann verwendet werden, um einen Komparator zu konstruieren. Aufgrund der Anwesenheit eines positiven Rückkopplungscharakteristik des Schmitt-Trigger hat merkliche Neigung.

Auch für analoge Schaltungen Empfindlichkeitsschwelle beträgt 5-10 mV, die in den meisten Fällen ausreichend ist. Da die Schmitt-Trigger-Auslösezeit auf 0,1 ms verringert wird, wird es möglich, eine Frequenzsignalauswertung von hunderten von kHz (viel höher Ultraschall) zu verarbeiten. Dargestellt in Fig Trigger eine große Temperaturdrift und kleiner Messbereich.

Wegen der Einfachheit beliebt ausgeglichen regenerative Schaltung mit Dioden. Die Rückkopplung wird durch einen Transformator erreicht. Durch die Verwendung von Punkt des mittleren Betriebes ist es möglich, sowohl positive als auch negative Rückkopplung, um gleichzeitig zu erzeugen. Die verglichenen Spannungen an die Kathoden der Dioden angewandt (n-Bereich, in dem die Fläche senkrechte Linie gezeichnet). Arbeitspunkt des Transistors zu Beginn der Strom-Spannungs-Kennlinien ausgewählt wird, wird der Basisstrom berechnet, so dass keine Sättigung stattgefunden hat.

Kondensator führt die galvanische Trennung von der Basis und der Eingangsschaltung. Wenn die Diode D1 gesperrt ist, und D2 - offen, arbeitet negative Rückkopplung. Als Ergebnis ist die Erzeugung nicht auf. Andernfalls wird der Sperrschwinger erzeugt den ersten Impuls. Seine positive Flanke zeigt an, dass der Standard auf einer Stufe mit dem geschätzten Wert. Empfindlichkeit ausgeglichen regenerative Schaltung 1 mV erreichen.

Comparators Tunneldioden schön geringe Größe, eine ausgezeichnete Leistung, geringe Geräuschentwicklung, geringe Leistungsschaltschwellen. Mechanische Festigkeit und Beständigkeit sind bekannte Halbleiter. Tunneldioden sind seltene Geräte, nicht aus Angst vor Strahlung, die sie beliebt für spezielle Anwendungen. Darüber hinaus ist der Widerstand dieser Komparatoren extrem klein, was die Empfindlichkeit reduziert.

Charakteristik einer Tunneldiode umfasst einen Teil mit negativem differentiellen Widerstand, welche die gewünschten Übertragungsfunktion zu realisieren erlaubt. Der offensichtliche Nachteil Schaltung wird niedrig Genauigkeit. Die Strom-Spannungs-Kennlinie der Tunneldiode ist zu flach. Aber die Einfachheit des Komparators kann nicht mit anderen Geräten vom Typ verglichen werden. Es kann nicht eine Hysterese, zur Aufnahme dieser Art von Eigenschaften erforderlich, mindestens zwei Tunneldiode bezeichnet werden.

Der einfachste Komparator

Mit zwei Tunneldioden können leicht einen einfachen Komparator, einschließlich der Regelung twin konstruieren. Es wird angenommen, dass die Elemente identisch sind. Die Übertragungscharakteristik des Systems ist stark abhängig von der Versorgungsspannungsschaltung. Eigenschaften leicht variieren, in einem größeren Flexibilität führen. Die Empfindlichkeit des gemessenen Stromes und die experimentell erhaltenen Werte liegt im Bereich von 8 mA bei einer Frequenz von 200 MHz Takt und 3 Mikroampere - bei 50 MHz.

Die Aufteilung auf dem Prinzip der Aktion

Neben den rein funktionellen Eigenschaften oben diskutiert, werden die Komparatoren unterteilt nach dem Prinzip der Einwirkung auf:

1. Regenerieren.
2. Generator.
3. Puls-Amplituden.
4. Modulator.

Es geht um Ausgänge der Vorrichtungen erzeugt. In dem Spannungskomparator emittieren zwei Prozesse: Vergleichsgrößen und das Ausgangssignal zu bilden. Statische Fehler wird durch zwei Gründen nur verursacht:

1. Lärm.
2. Temperaturdrift und Alterung.