Spänningskomparator

Spänningskomparator - en enhet som utför jämförelsen av den tillgängliga spänningsnivån till referenssignalen. Svaret, oftast är det ett binärt värde - ja eller nej, noll eller ett.

tack

Utan bröderna Kuznetsov inte skulle ge läsaren en sådan underbar översyn. Det går inte att bortse från arbetet i den vetenskapliga laget som heter N. Novgorod State University Lobachevsky, dess medlemmar, mellan vilka:

• Sdobnyakov VV
• Karzanov VV
• Shabanov, VN
• Granskare: Dorokhin MV Och Zdoroveishev AV

allmän information

Jämföraren jämför de två spänningarna, därav namnet. Om nödvändigt, en konditionerad signal bildad som en binär kod eller kännetecken utfärdat skillnad annars:

1. Den branta spänningsfallet (fram eller tillbakagång).
2. Puls med önskade egenskaper.
3. Ändring av polariteten hos utgångsspänningen.
4. Binär kod i systemet logik chipset.

Komparator geografiskt delen av analog-till-digital-omvandlare, är metoden appliceras separat. Elementet noggrannhet beror direkt, liksom på bit. Egenskaperna hos komparatorn inkluderar:

• Känslighet.
• Performance.
• Kostnad.
• Hållbarhet.
• Stabilitet.
• Lastkapacitet.
• Ingångs motstånd och så vidare.

De flesta komparatorer genomförs på grundval av operationsförstärkare, datakatalogerna är vanliga. Detta uppnås genom införandet av feedback som myntades 30-talet av XX-talet.

Funktioner komparatorer

Känslighet hänvisar till den lägsta spänningsjämföraren, passar för perception. Differentiella par av transistorer som används i operationsförstärkarna, ökad temperaturstabilitet, därför tjäna till att skapa komparatorer. Parameter nära relaterad till upplösning eller precision. Känsligheten är starkt beroende av kretsdesign, det är ett uppenbart faktum.

Förutom termisk stabilitet och arkitektur för en parameter som påverkar tillförlitligheten och brusimmunitet. I praktiken den optimala känsligheten säga, lika med halv urladdnings analog-till-digital-omvandlare. Detta innebär att eftersom jämförelse inte minskas mätnoggrannhet. I detta skede av den tekniska utvecklingen är ofta mycket olika värden.

Hastighet digital teknik är stor, men med tanke på det faktum att behovet av sändaren för att få gjort provklockfrekvensen för processorn måste vara hundratals, om inte tusentals gånger högre än den diskreta räknas. Och den viktigaste begränsande faktorn är hastigheten egenskaper jämförelse. Vid sin andra ingång vid tidpunkten för mätning av referensspänningen ökar gradvis tills den når en matchning. Och genererar den digitala koden resultatet.

Samplingsfrekvensen bestäms av processhastigheten undersöktes. Om detta ljud intervall, värden börjar från 45 kHz och kan vara fyra gånger mer för studioinspelning. Vid varje tidsintervall måste komparatorn har tid att jämföra spänningen, den lägsta frekvensen för noggrannhet i 0,5% ligger redan i området för 10 MHz. I praktiken finns det mycket större mängder, men kom ihåg, blir huvudbussen av moderkortet den snabbaste delen av systemenheten (PC).

komparatorn prestanda uttryckt tid mellan angränsande mätningar. Den består av att öka intervallet jämför spänningen till en önskad nivå och hastigheten av de elektroniska komponenterna. De senare figurerna inkluderar perioden från besluts komparator för utfärdande signalpulsen till dess faktiska utseendet på resultaten. Den andra parametern anses kantbrantheten, som logikchipet inställd på tröskeln. Det anses vara en viktig återhämtningstid som jämförelse återgår till sitt ursprungliga tillstånd.

Dessa parametrar bestämmer mängden av klockfrekvensen hos komparatorn. Under belastning avser förmåga att möjligheten att utfärda en signal tillräckligt kraftfull för att utlösa beroende system. Skilja så kallad överbelastningskapacitet, som visar hur stor skillnaden i tider vid intilliggande referensspänning. Att förkorta mätintervallet, med början från den andra komparatorn kan bära två parallella mätprocess:

1. Öka spänningen i jämförelse med föregående avläsning.
2. minskning spänning jämfört med föregående avläsning.

Så det kommer att kunna snabbt hitta resultatet utan att gå igenom hela sortimentet från början. Även om det kommer att ta så mycket som två parallella jämförelse ingår. Men de besparingar i tid kostnaderna för denna kamp. Framgången för en sådan händelse direkt påverkar överbelastningskapacitet.

Ingångsmotstånd bildar en resistiv delare signalkälla, och den mindre den är, desto högre noggrannhet, droppar majoriteten av spänningen här. Med en ökning av parametern och minska konsumtionen ström. De flesta jämförelse ingångsimpedans anpassar specifikt tagit behovet av separata kretsar.

sorter av komparatorer

De flesta av de komparatorer bygger på system för operationsförstärkare, som omfattas av en kedja av positiv feedback. Grund av den höga förstärkningen är möjligt att uppnå vertikala överföringsstegsfunktioner.

Egenskaper hos operationsförstärkaren i ett slags plot är linjär. Grafen är symmetrisk med avseende på noll. Vid ett visst värde Uogr mätta och utspänningen växer inte vidare. Detta observeras i positiv olika ingångsvärden och negativ. Den beskrivna egenskapen används för konstruktionen av komparatorerna.

Operationsförstärkaren är täckt av en positiv anslutning, med en koefficient på dess överföringskoefficienten är omvänt proportionell mot överföring av operationsförstärkaren, går formel till oändlighet. Från denna parameter beror på branta kurvan blir det vertikala. Vad som krävs i praktiken för att jämföra spänningar.

Standard något värde är tillåtet. Till exempel, en möjlig kretsimplementering av spännings övergången genom noll. Men som en del av analog-digitala omvandlare mäter värde inom området anses vara konstant, referensspännings ökar tills den är lika. Och i detta ögonblick producerade koincidenspulsen.

en tröskel komparator

Tröskel spänningskomparator - nämns i litteraturen. Överföringskarakteristiken för hans enkel - när skillnaden på ingångarna till operationsförstärkaren blir noll, det är ett svar på utgången. Den omvända rörelse längs överföringskarakteristiken går samma väg.

Den är organiserad såsom beskrivits ovan: en operationsåterkopplingsförstärkaren slinga är täckt för en brant, vertikal överföringskarakteristik. Men fortfarande några små misstag. Referensspänningen matas till den accepterade icke-inverterande ingången.

hysteretisk komparator

Hysteretic komparator namngavs för det faktum att transmissionsförhållandet mellan återkopplingsslingan varierar i absolut värde och tecken. Resultatet är en familj av överföringsegenskaper, gör det möjligt att skapa komparatorn innefattar en enda värde på spänning och stängs av på annat sätt.

Anordningen är användbar i fallet med högfrekvent brus på linjen. Och när värdet ändras upprepade gånger vid ett förutbestämt mätintervall, en konventionell spänningskomparator lätt missa. Samtidigt hysteres noggrant uppskattas med en noggrannhet på störningar och skulle hålla produktionen tills processen som studeras ligger nära standarden.

Någon verklig hysteretic komparator anses på grund av felet, i vissa typer av speciellt ha en utökad slinga beskrivits i samband med nyanser. Uttalad rektangulär egenskap kännetecknas av en Schmitt-trigger. Dess hysteretic överföringsfunktionen kan användas för att konstruera en komparator. På grund av närvaron av en positiv återkoppling egenskap hos Schmitt-triggern har märkbar lutning.

Även för analoga kretsar känslighetströskel är 5-10 mV, vilket är tillräckligt i de flesta fall. Eftersom Schmitt-triggerutlösningstiden minskas till 0,1 ms, blir det möjligt att bearbeta en frekvenssignal utvärdering av hundratals kHz (mycket högre ultraljud). Presenteras i figur utlösare har en stor temperaturdrift och små mätområde.

På grund av enkelheten populära balanserad regenerativ krets med dioder. Återkoppling sker genom en transformator. Genom att använda den genomsnittliga rörelse punkt är det möjligt att samtidigt generera både positiv och negativ feedback. De jämförda spänningarna matas till katoderna hos dioder (n-region i vilken området dragen vinkelrätt linje). Arbetspunkten hos transistorn väljs vid början av de ström-spänningsegenskaperna är basströmmen beräknas så att ingen mättning har inträffat.

Kondensor utför galvanisk isolering av basen och ingångskretsen. Om dioden D1 är låst och D2 - öppen, arbetar negativ feedback. Som ett resultat, inte generation förekommer inte. Annars den blockerande oscillatorn alstrar den första pulsen. Hans positiva kant indikerar att standard i nivå med det uppskattade värdet. Känslighet balanserad regenerativa kretsen kan nå ett mV.

Komparatorer tunneldioder trevlig liten storlek, utmärkt prestanda, låg ljudnivå, låga trösklar effektomkopplings. Mekanisk hållfasthet och beständighet är välkända halvledare. Tunneldioder är sällsynta enheter, inte rädda för strålning, vilket gör dem populära för speciella applikationer. Dessutom är motståndet hos dessa komparatorer extremt liten, vilket minskar känsligheten.

Karakteristiskt för en tunneldiod inkluderar en del med negativ differentiell resistans, vilket gör det möjligt att realisera den önskade överföringsfunktionen. Den uppenbara nackdelen kretsen blir låg noggrannhet. Ström-spänningskarakteristik av tunneln dioden är för grunt. Men enkelheten i jämförelse kan inte jämföras med någon annan typ enheter. Det kan inte kallas en hysteres, för att ta emot den här typen av egenskaper som krävs minst två tunneldiod.

Den enklaste komparatorn

Med två tunneldioder kan lätt konstruera en enkel jämförelse, inklusive systemet tvilling. Det antas att objekten är identiska. Överföringskarakteristiken för systemet är starkt beroende på matningsspänningskretsen. Funktioner lätt variera, vilket resulterar i ökad flexibilitet. Känsligheten hos den uppmätta strömmen och de experimentellt erhållna värdena ligger i området 8 mA vid en frekvens av 200 MHz klocka och 3 mikroampere - vid 50 MHz.

Uppdelningen på principen om åtgärder

Bortsett från de rent funktionella egenskaper som diskuterats ovan, är komparatorerna indelade enligt principen av verkan på:

1. Regenerating.
2. Generator.
3. Puls-amplitud.
4. Modulator.

Det handlar om genereras utgångar enheterna. I spänningskomparatorn avger två processer: jämförelser variabler och bildar utsignalen. Statiskt fel endast orsakas av två skäl:

1. Buller.
2. Temperaturdrift och åldrande.