comparator de tensiune - o unitate care realizează compararea nivelului de tensiune disponibil la semnalul de referință. Răspunsul, de obicei, este o valoare binară - da sau nu, zero sau unu.
mulțumesc
Fără frații Kuznetsov nu ar oferi cititorului o astfel de revizuire minunat. Nu se poate ignora activitatea echipei științifice numit N. Novgorod Universitatea de Stat Lobachevsky, membrii săi, între care:
- Sdobnyakov VV
- Karzanov VV
- Shabanov, VN
- Referenți: Dorokhin MV Și Zdoroveishev AV
informații generale
Termenul de comparație compară cele două tensiuni, de unde și numele. Dacă este necesar, un semnal condiționat, este format ca un cod binar sau al semnului emis o diferență în alt mod:
- Căderea de tensiune abruptă (față sau declin).
- Pulsul cu caracteristicile dorite.
- Schimbarea polaritatea tensiunii de ieșire.
- cod binar în logica sistemului de chipset-ul.
Comparator parte geografic a convertorului analog-digital, metoda este aplicată separat. Precizia elementului depinde în mod direct, cât și pe bit. Caracteristicile comparatorului includ:
- Sensibilitate.
- Performanță.
- Cost.
- Durabilitate.
- Stabilitate.
- Capacitatea de încărcare.
- Rezistența de intrare și așa mai departe.
Cele mai multe comparatoare puse în aplicare pe baza unor amplificatoare operaționale, directoarele de date sunt comune. Acest lucru se realizează prin introducerea de feedback-ul care a inventat în anii '30 ai secolului XX.
Caracteristici comparatoare
Sensibilitatea se referă la un comparator de tensiune minimă, potrivit pentru percepție. perechi diferentiale de tranzistori utilizate în amplificatoarele operaționale, stabilitate crescută a temperaturii, prin urmare, să servească pentru a crea comparatoare. Parametru strâns legate de rezoluția sau precizia. Sensibilitatea depinde foarte mult de designul de circuit, acesta este un fapt evident.
În plus față de stabilitatea termică și arhitectura pentru un parametru care afectează fiabilitatea și zgomotul imunitate. În practică, sensibilitatea optimă spun, egală cu jumătate din descărcarea de gestiune analog-digital convertor. Acest lucru înseamnă că, deoarece comparator nu este redusă precizie de măsurare. În stadiul actual al dezvoltării tehnologice este adesea valori foarte diferite.
Tehnologia digitală Viteza este mare, dar având în vedere faptul că necesitatea de transmițător pentru a obține făcut frecvența ceasului de eșantionare a procesorului trebuie să fie sute, daca nu mii de ori mai mare decât discrete contează. Iar principalul factor limitativ este caracteristicile de viteză ale comparatorului. La a doua intrare sale în momentul de măsurare a tensiunii de referință crește treptat până la atingerea unui meci. Și generează rezultatul cod digital.
Rata de eșantionare este determinată de viteza de proces a fost investigat. Dacă acest interval de sunet, valorile pornesc de la 45 kHz și pot fi de patru ori mai mult pentru studio de înregistrare. La fiecare interval de timp de comparator trebuie să aibă timp pentru a compara tensiunea, cea mai mică frecvență de precizie în 0,5% se află deja în regiunea de 10 MHz. În practică, există cantități mult mai mari, dar amintiți-vă, autobuzul principal al plăcii de bază devine cea mai rapidă secțiune a unității de sistem (PC).
performanță comparator exprimat de timp între măsurători adiacente. Se compune din creșterea intervalului compară tensiunea la nivelul dorit și viteza componentelor electronice. Cifrele recente includ perioada de comparator decizia de emitere a impuls de semnal la aspectul său real asupra constatărilor. Al doilea parametru este considerat prăvăliș de margine, ca cip logica setat la pragul. Este considerat un timp de recuperare important pentru care comparator revine la starea inițială.
Acești parametri determină cantitatea de frecvența de ceas de comparator. În conformitate cu capacitatea de încărcare se referă la capacitatea de a emite un semnal suficient de puternic pentru a declanșa scheme dependente. Distinge așa-numita capacitate de suprasarcină, care arată cât de mare diferența de ori la tensiune de referință adiacentă. Pentru a scurta intervalul de măsurare, pornind de la al doilea comparator poate transporta două proces de măsurare în paralel:
- Creșterea tensiunii în comparație cu citirea anterioară.
- Reducerea tensiunii în comparație cu citirea anterioară.
Deci, va fi capabil să găsească rapid rezultatul fără a trece prin toată gama de la început. Desi va dura la fel de mult ca două comparator paralele incluse. Dar economii în costurile de timp ale acestei lupte. Succesul unui astfel de eveniment afectează în mod direct capacitatea de suprasarcină.
impedanta de intrare a sursei de semnal care formează un divizor de tensiune, iar cel mai mic este, cu atât mai mare acuratețea, majoritatea căderilor de tensiune aici. Cu o creștere a parametrului și scăderea consumului de curent. Cele mai multe impedanță de intrare comparator se adaptează în mod special luate sunt necesare circuite separate.
soiuri de comparatoare
Cele mai multe dintre comparatoarele se bazează pe scheme de amplificatoare operaționale, acoperite de un lanț de feedback pozitiv. Datorită mare câștig este posibil pentru a realiza funcții etapă de transfer verticale.
Caracteristicile amplificatorului operațional într-un fel de complot este liniară. Graficul este simetrică în raport cu zero. La o anumită valoare Uogr satura și tensiunea de ieșire nu crește în continuare. Acest lucru se observă în intervalul pozitiv de valori de intrare, cât și negative. Proprietatea descrisă este utilizată pentru construcția comparatoare.
Amplificatorul operațional este acoperit printr-o legătură pozitivă, cu un coeficient de coeficientul său de transmisie este invers proporțională cu transferul amplificatorului operațional, formula merge la infinit. Din acest parametru depinde de prăvăliș graficului, devine verticală. Ceea ce este necesar, în practică, pentru a compara tensiuni.
Standard orice valoare este permisă. De exemplu, o posibilă implementare de circuit a tranziției de tensiune prin zero. Dar, ca o parte a măsurilor convertorului analog-digital, valoarea în intervalul considerat constant, tensiunea de referință crește până când acesta este egal. Și în acest moment a produs impuls coincidență.
un comparator de prag
Tensiunea comparator de prag - menționat în literatura de specialitate. Caracteristica de transfer a lui simplă - în cazul în care diferența de la intrările amplificatorului operațional devine zero, există un răspuns la ieșire. Mișcarea inversă de-a lungul caracteristica de transfer trece prin aceeași cale.
Este organizată după cum este descris mai sus: o buclă de feedback amplificator operațional este acoperit pentru o caracteristică abruptă, transferul vertical. Dar rămâne o eroare mică. Tensiunea de referință furnizat la intrarea ne-inversoare acceptate.
comparator histerezis
comparator histerezis a fost numit pentru faptul că raportul de transmisie al buclei de reacție variază în valoare absolută și semnul. Rezultatul este o familie de caracteristici de transfer, permite de a crea un comparator cuprinde o singură valoare de tensiune și este oprită în alt mod.
Aparatul este util în cazul zgomotului de înaltă frecvență pe linie. Iar atunci când valoarea este schimbat în mod repetat, la un interval de măsurare predeterminată, un comparator de tensiune convențional dor cu ușurință. În același timp histerezisului estimat cu precizie, cu o precizie de interferență și ar păstra ieșire până când procesul în curs de studiu este aproape de standardul.
Orice comparator histerezis real, este considerat, din cauza erorii, în anumite tipuri de special au o buclă extinsă descrisă în legătură cu nuanțe. caracteristic dreptunghiular pronuntate este caracterizat printr-un trigger Schmitt. Funcția sa de transfer histerezis poate fi folosit pentru a construi un comparator. Datorită prezenței unei caracteristici de feedback pozitiv al trăgaciului Schmitt are pantă apreciabilă.
Chiar și pentru circuite analogice prag de sensibilitate este de 5-10 mV, ceea ce este suficient în majoritatea cazurilor. Deoarece timpul de declanșare Schmitt de declanșare este redus la 0,1 ms, devine posibil pentru a procesa o evaluare a semnalului de frecvență de sute de kHz (cu ultrasunete mult mai mare). Prezentat în figura de declanșare are o abatere de temperatură mare și domeniul de măsurare mici.
Datorită simplității populare circuitul de regenerare echilibrat cu diode. Feedback-ul este realizat printr-un transformator. Prin utilizarea punctului de operare mediu este posibil să se genereze simultan atât feedback pozitiv și negativ. Tensiunile comparate sunt aplicate catozii diode (n-regiune în care zona trasă linie perpendiculară). Punct de lucru al tranzistorului este ales la începutul caracteristicilor curent-tensiune, curentul de bază este calculată astfel încât sa produs nici o saturație.
Condensator realizează izolarea galvanică a bazei și a circuitului de intrare. Dacă dioda D1 este blocat și D2 - deschis, lucru feedback-ul negativ. Ca urmare, nu se produce generarea. În caz contrar, oscilatorul de blocare produce primul impuls. marginea lui pozitivă indică faptul că standardul la egalitate cu valoarea estimată. Sensibilitatea circuitului de regenerare echilibrat poate ajunge la 1 mV.
Comparatoare tunel diode de dimensiuni mici frumos, performanță excelentă, cu zgomot redus, praguri scăzute de comutare de putere. Rezistența mecanică și rezistența sunt semiconductori bine cunoscute. diode tunel sunt dispozitive rare, care nu sunt înfricoșătoare de radiații, ceea ce le face popular pentru aplicații speciale. În plus, rezistența acestor comparatoare este extrem de mică, ceea ce reduce sensibilitatea.
Caracteristica unei diode tunel include o porțiune cu rezistență diferențială negativă, ceea ce permite de a realiza funcția de transfer dorită. Circuitul evident dezavantaj devine acuratețe scăzută. Caracteristica curent-tensiune a diodei tunel este prea superficial. Dar simplitatea de comparator nu poate fi comparat cu alte dispozitive de tip. Nu poate fi numit un histerezis, pentru a primi acest tip de caracteristici necesare cel puțin două diode tunel.
Cel mai simplu comparator
Cu două diode tunel poate construi cu ușurință un comparator simplu, inclusiv schema de gemene. Se presupune că elementele sunt identice. Caracteristica de transfer a sistemului este puternic dependentă de circuitul de tensiune de alimentare. Caracteristici variază ușor, având ca rezultat o mai mare flexibilitate. Sensibilitatea curentului măsurat și valorile obținute experimental se află în intervalul de 8 mA la o frecvență de 200 MHz ceas și 3 microamps - la 50 MHz.
Divizarea pe principiul acțiunii
În afară de caracteristicile pur funcționale discutate mai sus, comparatoare sunt împărțite în funcție de principiul acțiunii privind:
- Regenerează.
- Generator.
- Puls-amplitudine.
- Modulator.
Este vorba de ieșirile dispozitivelor generate. În comparator de tensiune emit două procese: variabile de comparație și care formează semnalul de ieșire. static de eroare este cauzată numai de două motive:
- Zgomot.
- Derivă de temperatură și îmbătrânire.
