Comparatore di tensione

Comparatore di tensione - un'unità che esegue il confronto del livello di tensione disponibile al segnale di riferimento. La risposta, di solito, si tratta di un valore binario - sì o no, zero o uno.

grazie

Senza fratelli Kuznetsov non fornirebbe al lettore una recensione meraviglioso. Non si può ignorare il lavoro del team scientifico di nome N. Novgorod State University Lobachevskij, i suoi membri, tra i quali:

• Sdobnyakov VV
• Karzanov VV
• Shabanov, VN
• Revisori: Dorokhin MV E Zdoroveishev AV

informazioni generali

Il comparatore confronta le due tensioni, da qui il nome. Se necessario, un segnale condizionato viene formato come codice binario o segno emesso differenza altrimenti:

1. La caduta di tensione ripida (anteriore o diminuzione).
2. Pulse con caratteristiche desiderate.
3. Cambiando la polarità della tensione di uscita.
4. codice binario in logica di sistema del chipset.

Comparatore parte geograficamente del convertitore analogico-digitale, il metodo viene applicato separatamente. L'accuratezza elemento dipende direttamente, nonché sul bit. Le caratteristiche del comparatore comprendono:

• Sensibilità.
• Prestazioni.
• Costo.
• Durevolezza.
• Stabilità.
• capacità di carico.
• Resistenza d'ingresso e così via.

La maggior parte dei comparatori attuate sulla base di amplificatori operazionali, le directory dei dati sono comuni. Questo risultato è ottenuto con l'introduzione di feedback che ha coniato negli anni '30 del XX secolo.

Caratteristiche comparatori

Sensibilità riferisce al comparatore di tensione minima, adatta per la percezione. coppie differenziali di transistori utilizzati negli amplificatori operazionali, maggiore stabilità di temperatura, servono quindi creare comparatori. Il parametro strettamente legato alla risoluzione o la precisione. La sensibilità dipende fortemente dalla progettazione di circuiti, è un fatto ovvio.

Oltre alla stabilità termica e architettura di un parametro compromettere l'affidabilità e immunità al rumore. In pratica, la sensibilità ottimale dire, pari alla metà del convertitore analogico-digitale a scarica. Ciò significa che, essendo il comparatore non viene ridotta precisione di misura. Allo stato attuale dello sviluppo tecnologico è spesso valori molto diversi.

la tecnologia digitale La velocità è grande, ma considerando il fatto che la necessità di ottenere fatto trasmettitore frequenza di clock di campionamento del processore deve essere centinaia se non migliaia di volte superiore al discreto conta. E il principale fattore limitante è le caratteristiche di velocità del comparatore. Al suo secondo ingresso al momento della misurazione della tensione di riferimento aumenta gradualmente fino a raggiungere una corrispondenza. E genera il risultato codice digitale.

La frequenza di campionamento è determinata dalla velocità di processo è stata studiata. Se questa gamma sonora, i valori partono da 45 kHz e può essere quattro volte di più per studio di registrazione. Ad ogni intervallo di tempo del comparatore deve avere il tempo di confrontare la tensione, la frequenza più bassa per la precisione in 0,5% trova già nella regione di 10 MHz. In pratica, ci sono quantità molto più grandi, ma ricordate, il bus principale della scheda madre diventa la zona più veloce dell'unità di sistema (PC).

prestazioni comparatore espresso tempo tra misurazioni adiacenti. Esso consiste nell'aumentare l'intervallo confronta la tensione ad un livello desiderato e la velocità dei componenti elettronici. Questi ultimi dati comprendono il periodo dal comparatore decisione di concedere l'impulso di segnale al suo aspetto reale sui risultati. Il secondo parametro è considerato il bordo pendenza, come il chip logica impostata la soglia. E 'considerato un tempo di recupero importante per il quale il comparatore ritorna al suo stato originale.

Questi parametri determinano la quantità della frequenza di clock del comparatore. Sotto carico la capacità si riferisce alla capacità di emettere un segnale abbastanza potente per attivare sistemi di dipendenti. Distinguere cosiddetta capacità di sovraccarico, che mostra come la grande differenza nei tempi alla tensione di riferimento adiacenti. Per accorciare l'intervallo di misurazione, a partire dal secondo comparatore può trasportare due processi di misurazione parallelo:

1. L'aumento della tensione rispetto alla lettura precedente.
2. riduzione di tensione rispetto alla lettura precedente.

Così sarà in grado di trovare rapidamente il risultato senza passare attraverso l'intera gamma di dall'inizio. Sebbene ci vorranno fino a due comparatori paralleli inclusa. Ma il risparmio in costi di tempo di questa lotta. Il successo di un evento del genere influisce direttamente sulla capacità di sovraccarico.

La resistenza di ingresso forma una sorgente di segnale partitore resistivo, e il più piccolo è, maggiore è la precisione, la maggior parte delle cadute di tensione qui. Con un aumento nel parametro e diminuendo il consumo di corrente. Più impedenza di ingresso del comparatore adatta in maniera specifica presa necessità di circuiti separati.

varietà dei comparatori

La maggior parte dei comparatori è basata su schemi di amplificatori operazionali, coperte da una catena di risposte positive. A causa dell'elevato guadagno è possibile realizzare funzioni di fase di trasferimento verticale.

Caratteristiche dell'amplificatore operazionale in una sorta di trama è lineare. Il grafico è simmetrico rispetto allo zero. Ad un certo valore Uogr saturare e la tensione di uscita non crescere ulteriormente. Questo si osserva nel campo positivo di valori di input e negativi. La struttura descritta viene utilizzata per la costruzione dei comparatori.

L'amplificatore operazionale è coperto da una connessione positiva, con un coefficiente di trasmissione suo coefficiente è inversamente proporzionale al trasferimento dell'amplificatore operazionale, la formula va all'infinito. Da questo parametro dipende dalla pendenza del grafico, diventa verticale. Ciò è richiesto in pratica per confrontare tensioni.

Standard qualsiasi valore è permesso. Ad esempio, una possibile implementazione circuitale di transizione tensione per lo zero. Ma come parte delle misure convertitore analogico-digitale del valore nell'ampiezza considerati sia costante, la tensione aumenta di riferimento fino a coincidere. E in questo momento prodotta impulso coincidenza.

un comparatore di soglia

La tensione comparatore di soglia - menzionato nella letteratura. La caratteristica di trasferimento della sua semplice - quando la differenza agli ingressi dell'amplificatore operazionale diventa zero, c'è una risposta in uscita. Il movimento inverso lungo la caratteristica di trasferimento porta lo stesso percorso.

Essa è organizzata come descritto sopra: un circuito di retroazione dell'amplificatore operazionale è coperto per una ripida, caratteristica di trasferimento verticale. Ma rimane qualche piccolo errore. La tensione di riferimento fornita all'ingresso non invertente accettato.

comparatore isteretico

comparatore isteretico stato nominato per il fatto che il rapporto di trasmissione del circuito di retroazione varia in valore assoluto e segno. Il risultato è una famiglia di caratteristiche di trasferimento, permette di creare il comparatore comprende un solo valore di tensione ed è spento altrimenti.

L'apparato è utile nel caso di rumore ad alta frequenza sulla linea. E quando il valore viene modificato ripetutamente ad un intervallo di misurazione predeterminato, un comparatore di tensione convenzionale facilmente perdere. Allo stesso tempo di isteresi accuratamente stimato con una precisione di interferenza e manterrebbe l'uscita finché il processo in esame si trova vicino allo standard.

Qualsiasi vero comparatore isteresi è considerato causa dell'errore, in alcuni tipi di appositamente avere un ciclo esteso descritto con sfumature. caratteristica rettangolare pronunciata è caratterizzato da un trigger di Schmitt. La sua funzione di trasferimento ad isteresi può essere utilizzato per costruire un comparatore. A causa della presenza di una caratteristica risposte positive del trigger di Schmitt ha pendenza apprezzabile.

Anche per i circuiti analogici soglia di sensibilità è 5-10 mV, che è sufficiente nella maggior parte dei casi. Dal momento che il tempo di intervento trigger di Schmitt è ridotto a 0,1 ms, diventa possibile elaborare una valutazione segnale di frequenza di centinaia di kHz (molto più alto ultrasuoni). Presentato in Figura grilletto ha una grande deriva termica e piccolo campo di misura.

Grazie alla semplicità popolare circuito rigenerativo bilanciato con diodi. Feedback è raggiunto mediante un trasformatore. Utilizzando il punto operativo medio è possibile generare simultaneamente risposte positive e negative. Le tensioni confronto vengono applicate ai catodi dei diodi (n-regione in cui la superficie tracciata perpendicolare). punto di lavoro del transistore è scelto all'inizio delle caratteristiche corrente-tensione, la corrente di base è calcolata in modo che si è verificata nessuna saturazione.

Condensatore esegue isolamento galvanico della base e il circuito di ingresso. Se il diodo D1 è bloccato e D2 - aperto, lavorare feedback negativo. Come risultato, la generazione non si verifica. Altrimenti l'oscillatore bloccando produce il primo impulso. Il suo fronte positivo indica che la norma alla pari con il valore stimato. Sensibilità circuito rigenerativo equilibrata può raggiungere 1 mV.

Comparatori diodi tunnel piccole dimensioni, prestazioni eccellenti, basso rumore, soglie di commutazione a bassa potenza. resistenza meccanica e sono semiconduttori noti. diodi tunnel sono dispositivi rare, non temibili di radiazione, che li rende popolari per applicazioni speciali. Inoltre, la resistenza di questi comparatori è estremamente piccolo, che riduce la sensibilità.

Caratteristica di un diodo tunnel comprende una porzione a resistenza differenziale negativo, che consente di realizzare la funzione di trasferimento desiderata. Il circuito ovvio svantaggio diventa bassa precisione. La caratteristica corrente-tensione del diodo tunnel è troppo bassa. Ma la semplicità del comparatore non può essere confrontato con altri tipi di dispositivi. Non può essere chiamato un isteresi, per la ricezione di questo tipo di caratteristiche richieste almeno due diodo tunnel.

Il comparatore semplice

Con due diodi tunnel può facilmente costruire un semplice comparatore, compreso il gemello regime. Si presume che gli articoli sono identici. La caratteristica di trasferimento del sistema è fortemente dipendente dalla tensione di alimentazione del circuito. Caratteristiche facilmente variano, con conseguente maggiore flessibilità. La sensibilità della corrente misurata ei valori ottenuti sperimentalmente sta nella gamma mA 8 ad una frequenza di clock di 200 MHz e 3 microampere - a 50 MHz.

La divisione sul principio di azione

Oltre alle caratteristiche puramente funzionali discusse sopra, i comparatori sono divisi secondo il principio di azione:

1. Rigenerante.
2. Generator.
3. Pulse-ampiezza.
4. Modulatore.

Viene generato merito uscite dei dispositivi. Nel comparatore di tensione emette due processi: variabili di confronto e formando il segnale di uscita. Errore statico è causata solo da due motivi:

1. Rumore.
2. deriva di temperatura e l'invecchiamento.