Spenningskomparator

Spenningskomparator - en enhet som utfører sammenligningen av den tilgjengelige spenningsnivå for referansesignalet. Svaret, som regel er det en binær verdi - ja eller nei, null eller en.

takk

Uten brødre Kuznetsov ikke ville gi leseren en så flott anmeldelse. Kan ikke se bort arbeidet til den vitenskapelige teamet heter N. Novgorod State University Lobachevsky, dets medlemmer, mellom hvilke:

• Sdobnyakov VV
• Karzanov VV
• Shabanov, VN
• Anmeldere: Dorokhin MV Og Zdoroveishev AV

generell informasjon

Komparatoren sammenligner de to spenninger, derav navnet. Om nødvendig blir et betinget signal utformet som en binærkode eller tegn som er utstedt forskjell på annen måte:

1. Den bratte spenningsfall (foran eller nedgang).
2. Puls med ønskede egenskaper.
3. Endring av polariteten av utgangsspenningen.
4. Binærkode i systemet logikk brikkesett.

Komparator geografisk del av analog-til-digital omformer, blir fremgangsmåten anvendt separat. Elementet Nøyaktigheten avhenger direkte, så vel som på borkronen. Det karakteristiske ved komparatoren omfatter:

• Følsomhet.
• Performance.
• Kostnads.
• Holdbarhet.
• Stabilitet.
• Lastekapasitet.
• Input motstand og så videre.

De fleste sammenlignings implementert på bakgrunn av operasjonsforsterkere, datamappe er vanlig. Dette oppnås ved innføring av tilbakemeldinger som laget i 30-årene av XX århundre.

funksjoner komparatorer

Følsomhet refererer til den minste spenning komparator, passer for persepsjon. Differensielle par av transistorer som benyttes i operasjonsforsterkerne, øket temperaturstabilitet, og derfor tjener til å skape komparatorer. Parameter nært knyttet til oppløsningen eller presisjon. Følsomheten avhenger sterkt av kretsdesign, det er et åpenbart faktum.

I tillegg til termisk stabilitet og arkitektur for en parameter som påvirker pålitelighet og støyimmunitet. I praksis er den optimale følsomhet si, lik halvparten av utløps analog-til-digital omformer. Dette betyr at fordi komparatoren ikke blir redusert nøyaktighet. På det nåværende stadium av teknologisk utvikling er ofte svært forskjellige verdier.

Speed ​​digital teknologi er stor, men med tanke på at senderen behov for å få gjort Prøven klokkefrekvens på prosessoren må være hundrevis, om ikke tusenvis av ganger høyere enn den diskrete teller. Og den viktigste begrensende faktoren er hastigheten karakteristikker av komparator. Ved sin annen inngang på tidspunktet for måling av referansespenningen økes gradvis inntil den når en kamp. Og genererer den digitale koden resultat.

Samplingshastigheten bestemmes ved hjelp av fremgangshastigheten ble undersøkt. Hvis dette høres rekkevidde, verdiene starte fra 45 kHz og kan være fire ganger mer for studioinnspilling. Ved hvert tidsintervall komparatoren må ha tid til å sammenligne spenningen, den laveste frekvensen for nøyaktighet på 0,5% allerede ligger i området 10 MHz. I praksis er det mye større mengder, men husk, blir den viktigste buss av hovedkortet den raskeste delen av systemenhet (PC).

Komparatoren ytelse uttrykt tid mellom tilstøtende målinger. Den består av å øke intervallet sammenligner spenningen til et ønsket nivå og hastigheten av de elektroniske komponentene. De sistnevnte figurer omfatter tiden fra beslutnings komparatoren for å utstede den signalpuls til dens faktiske utseende på resultatene. Den andre parameteren er ansett kantsteilheten, da den logiske brikke satt til terskelen. Det er ansett som et viktig restitusjonstid for hvilken komparator returnerer til sin opprinnelige tilstand.

Disse parametrene bestemme mengden av klokkefrekvensen i komparatoren. Under lastekapasitet refererer til evnen til å utstede et signal kraftig nok til å utløse avhengige ordninger. Skille såkalt overbelastningsevne, som viser hvor stor forskjellen i tid på tilstøtende referansespenning. For å forkorte måleintervallet, med start fra den andre komparatoren kan bære to parallelle måleprosessen:

1. Øke spenningen i forhold til forrige avlesning.
2. Spenning reduksjon i forhold til forrige avlesning.

Så det vil være i stand til raskt å finne resultatet uten å gå gjennom hele området fra begynnelsen. Selv om det vil ta så mye som to parallelle komparator inkludert. Men besparelsene i engangskostnader på denne kampen. Suksessen til en slik hendelse påvirker direkte overbelastningsbeskyttelse.

Den inngangsmotstand danner en motstandsdeler signalkilde, og jo mindre den er, desto mer nøyaktig, de fleste av spenningsfall her. Med en økning i den parameteren og redusere forbruket strøm. De fleste komparator inngangsimpedans tilpasser seg, spesielt tatt behovet for separate kretser.

varianter av komparatorer

Mesteparten av komparatorene er basert på ordninger av operasjonsforsterkere, dekket av en kjede av positiv feedback. På grunn av den høye virkningsgrad er mulig å oppnå vertikale overføringstrinn funksjoner.

Karakteristika for operasjonsforsterkeren i en slags plott er lineær. Grafen er symmetrisk i forhold til null. Ved en viss verdi Uogr mette og utgangsspenningen ikke vokser videre. Dette observeres i det positive området av inngangsverdier og negativ. Den beskrevne egenskap blir brukt til bygging av komparatorene.

Operasjonsforsterkeren er dekket av en positiv forbindelse, med en koeffisient på sin transmisjonskoeffisienten er omvendt proporsjonal med overføring av operasjonsforsterkeren, går formelen til uendelig. Fra denne parameter avhenger av steilheten av kurven, blir det loddrett. Hva kreves i praksis for å sammenligne spenninger.

Standard en hvilken som helst verdi er tillatt. For eksempel, en mulig kretsimplementering av den spenningsovergangen gjennom null. Men som en del av analog-digitalomformeren måler verdien innen området anses å være konstant, referansespennings øker inntil den er lik. Og i dette øyeblikk produsert koinsidenspuls.

en terskelkomparator

Terskelspenningen komparator - er nevnt i litteraturen. Den overføringskarakteristikk hans enkel - når forskjellen ved inngangene til operasjonsforsterkeren blir null, er det en respons på utgangen. Den omvendte bevegelse langs overføringskarakteristikken går samme vei.

Det er organisert som beskrevet ovenfor: en operasjonsforsterker tilbakekoblingssløyfe er dekket av en bratt, vertikal overføringskarakteristikken. Men fortsatt noen små feil. Referansespenningen som leveres til den aksepterte ikke-inverterende inngang.

hysteresiske komparator

Hysteresiske komparator ble oppkalt etter det faktum at et utvekslingsforhold på tilbakekoblingssløyfen varierer i absolutt verdi og fortegn. Resultatet er en familie av overføringsegenskapene gjør det mulig å opprette komparatoren omfatter en enkelt verdi av spenning og er koblet ut på annen måte.

Apparatet er nyttig i tilfelle av høy-frekvensstøy på linjen. Og når verdien endres gjentatte ganger ved et forutbestemt måleintervall, kan en konvensjonell spenningssammenligner lett gå glipp. Samtidig hysterese nøyaktig estimert med en nøyaktighet av interferens og ville holde utgangssignalet til prosessen som studeres er nær standarden.

En reell hysteresiske komparator er regnet på grunn av feil, i visse typer av spesielt har en utvidet sløyfe som er beskrevet i forbindelse med nyanser. Uttalt rektangulær karakteristikk er karakterisert ved en Schmitt-trigger. Dens hysteresiske overføringsfunksjon kan brukes til å konstruere en komparator. På grunn av tilstedeværelsen av en positiv feedback karakteristisk for Schmitt-triggeren har vesentlig helling.

Selv for analoge kretser sensitivitetsterskelen er 5-10 mV, som er tilstrekkelig i de fleste tilfeller. Siden Schmitt-triggeren turen er redusert til 0,1 ms, blir det mulig å behandle et frekvenssignal evaluering av flere hundre kHz (mye høyere ultralyd). Presentert i figur utløser har et stort temperaturdrift og lite måleområde.

På grunn av enkelheten populære balanserte regenerativ krets med dioder. Feedback er oppnådd gjennom en transformator. Ved å bruke den gjennomsnittlige driftspunktet er det mulig samtidig å produsere både positive og negativ tilbakemelding. De sammenlignede spenninger tilføres til katodene i diodene (n-regionen der område trukket vinkelrett linje). Arbeidspunkt for transistoren blir valgt ved begynnelsen av strøm-spenningskarakteristikkene blir basisstrømmen beregnes slik at ingen metning har oppstått.

Kondensator utfører galvanisk isolering av basen og inngangskretsen. Hvis dioden D1 er låst, og D2 - åpen, fungerer negativ tilbakekobling. Som et resultat, ikke den generasjonen ikke forekomme. Ellers er den blokkerende oscillator frembringer den første puls. Hans positive kant indikerer at standard på nivå med den beregnede verdien. Følsomhet balanserte regenerative krets kan nå 1 mV.

Komparatorer tunneldioder fin liten størrelse, utmerket ytelse, lav støy og lav effektkoplings terskler. Mekanisk styrke og motstand er velkjente halvledere. Tunnel dioder er sjeldne enheter, ikke redd for stråling, noe som gjør dem populære for spesielle applikasjoner. Dessuten er motstanden i disse komparatorer ytterst liten, noe som reduserer følsomheten.

Karakteristisk for en tunnel-diode omfatter en del med negativ differensialmotstand, noe som gjør det mulig å realisere den ønskede overføringsfunksjon. Den åpenbare ulempe kretsen blir lav nøyaktighet. Strøm-spenningskarakteristikk av tunnelen diode er for grunt. Men enkelhet av komparator kan ikke sammenlignes med noen annen type enheter. Det kan ikke kalles en hysterese, for å motta denne type egenskaper som er nødvendige i det minste to tunneldiode.

Den enkleste komparator

Med to tunneldioder kan lett konstruere en enkel komparator, inkludert ordningen tvilling. Det antas at varene er identiske. Den overføringskarakteristikk for systemet er sterkt avhengig av forsyningsspenningskretsen. Egenskaper lett variere, noe som resulterer i større fleksibilitet. Sensitiviteten av den målte strøm og de eksperimentelt oppnådde verdier ligge i området 8 mA ved en frekvens på 200 MHz klokke og 3 mikroampere - ved 50 MHz.

Divisjonen på prinsippet om handling

Bortsett fra de rent funksjonelle egenskaper som er omtalt ovenfor, er komparatorene inndelt i henhold til prinsippet om handlingen på:

1. Regenererende.
2. Generator.
3. Puls-amplitude.
4. Modulator.

Det er omtrent generert utganger enhetene. I komparatoren avgi to prosesser: sammenligning variabler og som danner utgangssignalet. Statisk feilen er bare forårsaket av to grunner:

1. Støy.
2. Temperaturdrift og aldring.