Компаратор тока

 

Изобретение относится к импулы..- ной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей Цель изобретения - уменьшение времени восстановления компаратора тока после перегрузки - достигается за счет обеспечения возможности быстрого разряда емкости, шунтирующей аналоговый вход устройства , а также за счет подавления шумов и паразитных автоколебаний во входной цепи при малом входном сигнале. KqfinapaTop содержит преобразователь 1 тока в напряжение, входную шину 3 стробирования, выходную шину 4, шину 9 аналогового сигнала, диоды 10 и 11, дифференциальный усилитель 12 с парафазным выходом по току, полевые транзисторы 15 и 16, источники 1 9 и 20 напряжения, ключи 21 и 22. Малое время восстановления достигается синхронным переключением ограничителя тока на туннельных диодах 5-8 с ключом на диодах 13, 14, 17, 18. Низкий уровень шума обеспечивается развязкой усилителя 12 по входу и выходу от сигнальной цепи устройства . 1 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (!1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4109618/24-21 (22) 28.08.86 (46) 30.01.88.8юл. Ф 4 (71) Институт проблем управления(автоматики и телемеханики) (72) А.Ю,Погосов (53) 621.374 33(088.8) (56) Crolla P.À. А fast latchinp

current comparator for 12-bit а/D

application. — IEFE Journal of SolidState Circiiits, 1982, v.SC-17, рр. 1088-1094 . (54) KOI !IIAP ATOP ТОКА (57) Изобретение относится к импульс— ной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей Цель изобретения уменьшение времени восстановления компаратора тока после перегрузки достигается за счет обеспечения воз(5!) 4 Н 03 К 5/24, С 05 В 1/О1 можности быстрого разряда емкости, шунтирующей аналоговый вход устройства, а также за счет подавления шумов и паразитных автоколебаний во входной цепи при малом входном сигнале.

Компаратор содержит преобразователь 1 тока в напряжение, входную шину 3 стробирования, выходную шину 4, шину 9 аналогового сигнала, диоды 10 и 11, дифференциальный усилитель 12 с парафазным выходом по току, полевые транзисторы 15 и 16, источники 19 и 20 напряжения, ключи 21 и 22.

Малое время восстановления достигается синхронным переключением ограничителя тока на тун)(ельных диодах

5-8 с ключом на диодах 13, 14, 17, 18.

Низкий уровень шума обеспечивается развязкой усилителя 12 по входу и выходу от сигнальной цепи устройства. 1 ил.

1370758 перегрузки, а также воэможности подавления шумов и паразитных автоколе- 15 баний во входной цепи при малом входном сигнале.

На чертеже представлена структурная схема компаратора тока.

Компаратор тока содержит преобразователь 1 тока в напряжение, выход которого подключен к информационному входу триггера 2, соединенного входом синхронизации и выходом соответственно к входной шине 3 стробирования и выходной шине 4, четыре туннельных диода 5-8, соединенных между собой по мостовой схеме, один вывод первой диагонали мостовой схемы 30 подключен к входу преобразоват ..я 1 тока в напряжение, второй вывод с шиной 9 аналогового сигнала, подсоединенной через встречно-параллельно включенные первый и второй диоды

10 и 11 к общей шине, а выводы второй диагонали подключены к входам дифференциального усилителя 12 с парафазным выходом по току, прямой выход которого подключен к анодам 40 третьего и четвертого диодов 13 и 14, стоку первого 15 и затвору- второго

16 полевых транзисторов,инвернсный выход — к катодам пятого и шестого диодов 17 и 18, стоку второго 16 и 45 затвору первого 15 полевых транзисторов,причем катод третьего и анод пятого диодов 13 и 17, катод первого 5 и анод третьего 7 туннельных диодов подключены к шине 9 аналогового сигнала, при этом катод четвертого 14 и анод шестого 18 диодов подключены к истокам обоих полевых транзисторов 15 и 16 и к общей шине, в первый и второй источники 19 и 20 напряжения подсоединены соответственно через первый и второй ключи 21 и 22 к неинвертирующему и инвертирующему входам

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей.

Целью изобретения является уменьшение времени восстановления компаратора тока после перегрузки за счет обеспечения возможности быстрого разряда емкости, шунтирующей аналого- 1р вый вход устройства, одновременно с отключением тока от входа преобразователя тока в напряжение во время дифференциального усилителя 12, при этом управляющие входы ключей подсоединены непосредственно к входной шине 3 стробирования.

Устройство работает следующим образом.

Когда на входной шине 3 стробирования устройства присутствует высокий логический уровень, то источники 19 и 20 напряжений отключены ключами 21 и 22 (нормально замкнутыми) от туннельных диодов 5-8, а информация с выхода преобразователя 1 тока в напряжение передается через триггер 2 на выходную шину устройства 4 и устройство работает в асинхронном режиме.

Если напряжение на входной шине 1 аналогового сигнала невелико, то рабочие точки туннельных диодов 5-8 находятся на первых восходящих ветвях из вольтамперных характеристик (BAX), дифференциальное сопротивление туннельных диодов невелико, весь ток с входной шины 1 аналогового сигнала поступает на вход преобразователя 1 тока в напряжение. В силу близости параметров туннельных диодов 5-8 мост сбалансирован, и дифференциальное напряжение между входами дифференциального усилителя 12 близко к нулю.При этом близки к нулю и выходные токи дифференциального усилителя 12. Полевые транзисторы

15 и 16 открыты и замыкают выходы усилителя 12 на общую шину устройства, предотвращая проникновение шумов и пульсаций иэ выходной цепи уси- лителя 12 во входную цепь устройства через емкости запертых диодов

13 и 17.

По мере увеличения напряжения на входной шине 9 аналогового сигнала рабочие точки туннельных диодов 5 и 8 (или 6 и 7 в зависимости от полярности входного сигнала) переходят в область падающего участка ВАХ и далее скачком — в область впадины

ВАХ. При этом входной ток преобразователя 1 тока в напряжение резко уменьшится (до значения тока впадины ВАХ туннельного диода) и перегрузка преобразователя 1 тока в напряжение предотвращается. Одновременно эа счет скачкообразной разбалансировки моста между входами усилителя 12 появляется сигнал перегрузки, причем более положительный потенциал сиг1370758 нала перегрузки прикладывается к неинвертирующему входу усилителя 12 независимо от знака напряжения на входной шине 9 аналогового сигнала.

Входные токи усилителя 12 отпирают диоды 13, 14, 17, 18, причем запирающиеся транзисторы 15 и 16 ускоряют этот процесс. Мост диодов 13, 14, 17, 18 быстро разряжает выходную 1ð емкость источника сигнала, подключенного к входной шине 9 аналогового сигнала, обеспечивая устройству малое время восстановления.

Когда в процессе восстановления после перегрузки напряжение на входной шине 9 аналогового сигнала падает примерно до удвоенного напряжения пика BAX туннельного диода, рабочие точки туннельных диодов 5 и 8 2Р (или 6 и 7) переходят в область первой восходящей ветви ВАХ, мост туннельных диодов 5-8 подключает вход преобразователя 1 к входной шине 9 аналогового сигнала и одновременно 25 балансируется. При этом исчезает входное напряжение усилителя 12, падают его выходные токи и начиают запираться диоды 13, 14, 17, 18. Процесс запирания ускоряется открывающимися транзисторами 15 и 16, что способствует уменьшению заряда переключения и предотвращает автоколебательные процессы. Окончательное восстановление устройства происходит по мере экспоненциального разряда входной емкости через входное сопротивление преобразователя 1 и дифференциальное сопротивление моста туннельных диодов 5-8.

При поступлении сигнала низкого логического уровня на входную шину 3 стробирования устройства ключи 21 и 22 замыкаются, а напряжения от источников 19 и 20 запирают мост тун- 45 нельных диодов 5-8, переводя рабочие точки всех четырех туннельных диодов

5-8 в область впадины ВАХ. При этом входной ток преобразователя 1 почти прекращается, а триггер 2 фиксирует входной сигнал преобразователя 1 в

5р предыдущий момент времени. Одновременно открываются диоды 13,14, 17,18.

При значительных перегрузках устройства в действие вступают дополнительные ограничительные диоды 10 и 11.

Таким образом, в предлагаемом компараторе тока малое время восстановления достигается синхронным переключением ограничителя тока на туннельных диодах 5-8 с коротящим ключом на диодах 13, 14, 17, 18, причем низкий уровень шума при малом напряжении на входной шине 9 аналогового сигнала обусловлен развязкой усилителя 12 по входу и выходу от сигнальной цепи устройства. формула и з о б р е т е н и я

Компаратор тока, содержащий триггер, первый и второй диоды, включенные встречно-параллельно между шиной аналогового сигнала и общей шиной устройства, преобразователь тока в напряжение, выход которого соединен с информационным входом триггер», вход синхронизации и выход которого подключены соответственно к входной шине стробирования и выходной шине устройства, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения времени восстановления устройства после перегрузки, в него введены соединенные по мостовым схемам четыре туннельных диода, четыре диода, первый полевой транзистор с каналом Il типа, второй полевой транзистор с каналом р-типа, два ключа, два источника напряжения, дифференциальный усилитель с парафазным выходом по току, неинвертирующий вход которого подключен к анодам первого и второго туннельных диодов, инвертирующий вход — к катодам третьего и четвертого туннельных диодов, прямой выход — к анодам третьего и четвертого диодов, стоку первого и затвору второго полевых транзисторов, инверсный выход — к катодам пятого и шестого диодов, стоку второго и затвору первого полевых транзисторов, причем катод третьего и анод пятого диодов, катод первого и анод третьего туннельных диодов подключены к шине аналогового сигнала, катод второго и анод четвертого туннельных диодов соединены с входом преобрааователя тока в напряжение, катод четвертого и анод шестого диодов подключены к истокам обоих полевых транзисторов и общей шине устройства, а первый и второй источники напряжения подсоединены соответственно через первый и второй ключи к неинвертирующим и инвертирующим вхо13707 58 дам дифференциального усилителя, причем управляющие входы ключей подсоединены к входной шине строби ров ания.

Составитель Н.маркин

Техред И.Попович Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Швыдкая

Закаэ 427/54

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4