Comparateur de tension

Comparateur de tension - une unité qui effectue la comparaison du niveau de tension disponible au signal de référence. La réponse, en général, il est une valeur binaire - oui ou non, zéro ou un.

Merci

Sans frères Kuznetsov ne fournirait pas au lecteur un tel examen merveilleux. Ne peut pas ignorer le travail de l'équipe scientifique nommé N. Université d'Etat de Novgorod Lobatchevski, ses membres, entre lesquels:

• Sdobnyakov VV
• Karzanov VV
• Shabanov, VN
• Réviseurs: Dorokhin MV Et Zdoroveishev AV

informations générales

Le comparateur compare les deux tensions, d'où le nom. Si nécessaire, un signal conditionné est formé comme un code binaire ou signe émis différence autrement:

1. La chute de tension forte (avant ou déclin).
2. Pulse avec des caractéristiques souhaitées.
3. Changer la polarité de la tension de sortie.
4. code binaire dans la logique du système du chipset.

Comparator partie géographiquement du convertisseur analogique-numérique, le procédé est appliqué séparément. La précision de l'élément dépend directement, comme le bit. Les caractéristiques du comparateur comprennent:

• Sensibilité.
• Performance.
• Coût.
• Durabilité.
• Stabilité.
• Capacité de charge.
• Résistance d'entrée et ainsi de suite.

La plupart des comparateurs mis en œuvre sur la base d'amplificateurs opérationnels, des répertoires de données sont communes. Ceci est réalisé par l'introduction de la rétroaction qui a inventé dans les années 30 du XX siècle.

Caractéristiques comparateurs

La sensibilité fait référence au comparateur de tension minimale, l'ajustement de la perception. paires différentielles de transistors utilisés dans les amplificateurs opérationnels, l'augmentation de la stabilité de la température, donc servir à créer des comparateurs. Paramètre étroitement lié à la résolution ou la précision. La sensibilité dépend fortement de la conception du circuit, il est un fait évident.

Outre la stabilité thermique et l'architecture d'un paramètre affectant la fiabilité et l'immunité du bruit. En pratique, la sensibilité optimale dire égale à la moitié de la décharge convertisseur analogique-numérique. Cela signifie que parce que le comparateur ne se réduit pas la précision de mesure. Au stade actuel du développement technologique est souvent des valeurs très différentes.

Vitesse la technologie numérique est grande, mais compte tenu du fait que le besoin de l'émetteur pour se faire la fréquence d'horloge du processeur échantillon doit être des centaines, voire des milliers de fois plus élevé que le discret compte. Et le principal facteur limitant est les caractéristiques de vitesse du comparateur. A sa seconde entrée au moment de la mesure de la tension de référence augmente progressivement jusqu'à atteindre une correspondance. Et génère le résultat de code numérique.

Le taux d'échantillonnage est déterminé par la vitesse de traitement a été étudiée. Si cette plage sonore, les valeurs de départ de 45 kHz et peut être quatre fois plus pour l'enregistrement en studio. A chaque intervalle de temps, le comparateur doit avoir le temps pour comparer la tension, la fréquence la plus basse de la précision dans 0,5% se trouve déjà dans la zone de 10 MHz. Dans la pratique, il y a des quantités beaucoup plus grandes, mais rappelez-vous, le bus principal de la carte mère devient la partie la plus rapide de l'unité centrale (PC).

la performance du comparateur exprimé temps entre les mesures adjacentes. Elle consiste à augmenter l'intervalle compare la tension à un niveau désiré et la vitesse des composants électroniques. Ces derniers chiffres comprennent la période à partir du comparateur de décision de la délivrance de l'impulsion de signal à son apparence réelle sur les résultats. Le second paramètre est considérée comme la pente de bord, que la puce de logique réglé sur le seuil. Il est considéré comme un important temps de récupération pour lequel le comparateur retourne à son état d'origine.

Ces paramètres déterminent la quantité de la fréquence d'horloge du comparateur. Sous la capacité de chargement se réfère à la capacité d'émettre un signal suffisamment puissant pour déclencher les systèmes dépendants. Distinguer capacité de surcharge soi-disant, montrant la taille de la différence de temps à la tension de référence adjacente. Pour raccourcir l'intervalle de mesure, à partir du second comparateur peut transporter deux processus de mesure parallèle:

1. L'augmentation de la tension par rapport à la lecture précédente.
2. Réduction de tension par rapport à la lecture précédente.

Ainsi, il sera en mesure de trouver rapidement le résultat sans passer par toute la gamme de depuis le début. Bien qu'il prendra autant que deux comparateurs parallèles inclus. Mais les économies de coûts de temps de cette lutte. Le succès d'un tel événement affecte directement la capacité de surcharge.

La résistance d'entrée constitue une source de signal diviseur résistif, et plus elle est petite, plus la précision, la majorité des chutes de tension ici. Avec une augmentation du paramètre et de diminuer la consommation de courant. La plupart impédance d'entrée de comparaison pris spécifiquement besoin adapte les pour les circuits séparés.

variétés de comparateurs

La plupart des comparateurs sont basées sur des schémas des amplificateurs opérationnels, couverts par une chaîne de rétroaction positive. En raison du gain élevé est possible de réaliser des fonctions de phase de transfert vertical.

Caractéristiques de l'amplificateur opérationnel dans une sorte de tracé est linéaire. Le graphique est symétrique par rapport à zéro. A une certaine valeur et Uogr sature la tension de sortie ne pousse pas plus loin. Ceci est observé dans la gamme positive des valeurs d'entrée et négative. La propriété décrit est utilisé pour la construction des comparateurs.

L'amplificateur opérationnel est recouvert d'une connexion positive, avec un coefficient de son coefficient de transmission est inversement proportionnelle au transfert de l'amplificateur opérationnel, la formule tend vers l'infini. A partir de ce paramètre dépend de la pente du graphique, il devient vertical. Que faut-il en pratique pour comparer les tensions.

toute valeur est autorisée standard. Par exemple, une mise en oeuvre possible du circuit de la transition de la tension par zéro. Mais comme une partie des mesures de conversion analogique-numérique de la valeur dans la plage considérée comme constante, la tension augmente de référence jusqu'à ce qu'il égale. Et à ce moment produit impulsion de coïncidence.

un comparateur de seuil

Le comparateur de tension à seuil - mentionné dans la littérature. La caractéristique de transfert de son simple - lorsque la différence au niveau des entrées de l'amplificateur opérationnel devient nul, il y a une réponse à la sortie. Le mouvement inverse le long de la caractéristique de transfert passe par le même chemin.

Elle est organisée comme décrit ci-dessus: une boucle de contre-réaction de l'amplificateur opérationnel est recouvert d'une pente, caractéristique de transfert vertical. Mais il reste une petite erreur. La tension de référence fournie à l'entrée non inverseuse acceptée.

comparateur d'hystérésis

comparateur d'hystérésis a été nommé pour le fait que le rapport de transmission de la boucle de réaction varie en valeur absolue et le signe. Le résultat est une famille de caractéristiques de transfert, permet de créer le comparateur comprend une seule valeur de la tension et est désactivé sinon.

L'appareil est utile dans le cas d'un bruit à haute fréquence sur la ligne. Et lorsque la valeur est modifiée de façon répétée à un intervalle de mesure prédéterminé, un comparateur de tension classique facilement manquer. Dans le même temps l'hystérésis de précision estimée avec une précision d'interférence et garderait la sortie jusqu'à ce que le processus en cours d'étude est proche de la norme.

Tout vrai comparateur hystérétique est considéré en raison de l'erreur, dans certains types de spécialement une boucle étendue ont décrit en relation avec des nuances. Prononcé caractéristique rectangulaire est caractérisée par une bascule de Schmitt. Sa fonction de transfert hystérèse peut être utilisé pour construire un comparateur. En raison de la présence d'une caractéristique de rétroaction positive de la bascule de Schmitt a une pente appréciable.

Même pour le seuil de circuits analogiques de sensibilité est de 5-10 mV, ce qui est suffisant dans la plupart des cas. Etant donné que le temps de déclenchement du déclencheur de Schmitt est réduite à 0,1 ms, il devient possible de traiter l'évaluation du signal de fréquence de plusieurs centaines de kHz (en échographie beaucoup plus élevé). Présenté à gâchette de la figure a une grande variation de température et une petite plage de mesure.

En raison de la simplicité populaire circuit de régénération équilibrée avec des diodes. Feedback est accompli par un transformateur. En utilisant le point de fonctionnement moyenne, il est possible de générer simultanément à la fois une rétroaction positive et négative. Les tensions comparées sont appliquées aux cathodes des diodes (n-région dans laquelle la région de tracé perpendiculaire). point de fonctionnement du transistor est choisie au début des caractéristiques courant-tension, le courant de base est calculée de telle sorte que pas de saturation est produite.

Condensateur réalise une isolation galvanique de la base et du circuit d'entrée. Si la diode D1 est bloquée et D2 - ouvert, travailler rétroaction négative. En conséquence, la génération ne se produit pas. Sinon, l'oscillateur de blocage produit la première impulsion. Son front positif indique que la norme à la hauteur de la valeur estimée. circuit de régénération de sensibilité équilibrée peut atteindre 1 mV.

Comparateurs diodes tunnel agréable de petite taille, une excellente performance, faible bruit, seuils de commutation de puissance. La résistance mécanique et la résistance sont des semi-conducteurs bien connus. diodes de tunnel sont des dispositifs rares, pas peur des radiations, ce qui les rend populaires pour des applications spéciales. En outre, la résistance de ces comparateurs est extrêmement faible, ce qui réduit la sensibilité.

Caractéristique d'une diode tunnel comprend une partie à résistance différentielle négative, ce qui permet de réaliser la fonction de transfert souhaitée. Le circuit de désavantage évident devient faible précision. La caractéristique courant-tension de la diode tunnel est trop peu profonde. Mais la simplicité du comparateur ne peut pas être comparé avec d'autres appareils de type. Il ne peut pas être appelé une hystérésis, pour recevoir ce type de caractéristiques requises au moins deux diode tunnel.

Le comparateur simple

Avec deux diodes tunnel peut facilement construire un comparateur simple, y compris le double régime. On suppose que les éléments sont identiques. La caractéristique de transfert du système est fortement dépendante du circuit de tension d'alimentation. Les caractéristiques varient facilement, entraînant une plus grande flexibilité. La sensibilité des valeurs de courant et les obtenues expérimentalement mesurée se situent dans la plage de 8 mA à une fréquence d'horloge de 200 MHz et 3 microampères - à 50 MHz.

La division sur le principe d'action

Outre les caractéristiques purement fonctionnelles décrites ci-dessus, les comparateurs sont divisés selon le principe de l'action sur:

1. Régénérant.
2. Générateur.
3. Pulse-amplitude.
4. Modulator.

Il est d'environ généré sorties des appareils. Dans le comparateur de tension émet deux procédés: grandeurs de comparaison et la formation du signal de sortie. Erreur statique est causée uniquement par deux raisons:

1. Le bruit.
2. la dérive de la température et le vieillissement.