Компаратор напряжения

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств анализа входных сигналов, применяемых в системах автоматического регулирования. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения влияния входных цепей. Введение в компаратор напряжения, содержащего два операционных усилителя 1,2 первый резистор 3, первый полевой транзистор 4 с каналом N-типа, второй резистор 5, второй полевой транзистор 6 с каналом P-типа, третий и четвертый резисторы 7,8, пятого и шестого резистора 12,14, третьего полевого транзистора 9 с каналом P-типа и четвертого полевого транзистора 10 с каналом N-типа позволило исключить влияние входных цепей на точность компарирования и исключить входной резистивный делитель, что позволило сравнивать близкие по амплитуде напряжения на входных шинах 11,13. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСЙУ БЛИК

„.,80„„1539982

Al (51)5 Н 03 К 5/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMHTET

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (21) 4422394/24-21 (22) 10.05.88 (46) 30.01.90. Бюл. У 4 (72) А.М.Коровкин, О.Ф.Тимофеев, А.П.Громов и В,Д.Кочин (53) 621.374.33(088.8) (56) Заявка Японии Р 54-9016, кл. 97(8)В, 4.02.79.

Авторское свидетельство СССР

9 892695, кл. Н 03 К 5/26, 08.04.80. (54) КОМПАРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике и макет быть использовано для построения устройств анализа входных сигналов, применяемых в системах автоматического регулирования.

Цель .изобретения — повышение точнос2 ти за счет исключения влияния входных цепей. Введение в компаратор напряжения, содержащего два операционных усилителя 1,2 первый резистор 3, первый полевой транзистор 4 с каналом п-типа, второй резистор 5, второй полевой транзистор 6 с каналом р-типа, третий и четвертый резисторы 7,8, пятого и шестого резистора

12, 14, третьего полевого транзистора 9 с каналом р-типа и четвертого полевого транзистора 10 с каналом и-типа позволило исключить влияние входных цепей на точность компарирования и исключить входной резистивный делитель, что позволило сравнивать близкие по амплитуде напряжения на входных шинах 11,13. 1 ил.

1539982

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств анализа входных сигналов, применяемых в системах автоматического регулирования.

Целью изобретения является повьппение точности за счет исключения влияния входных цепей.

На чертеже представлена принци пиальная схема компаратора напряже нии.

Компаратор напряжения содержит первый 1 и второй 2 операционные уси1 лители, выход первого из которых через первый резистор 3 подключен к затвору первого полевого транзистора 4 с каналом п-типа, а через второй резистор 5 к затвору второго полевого транзистора б с каналом р-типа, стоки первого 4 и второго б по1 левых транзисторов подключены к неин вертирующему входу второго операционного усилителя 2, включенного повторителем напряжения, причем выходы . операционного усилителя 1 через третий 7 и четвертью 8 резисторы соот- ветственно подключены к затвору

1 третьего полевого транзистора 9 с каналом р-типа и затвору четвертого полевого транзистора 10 с каналом п-типа, истоки которых соединены с общей шиной, сток третьего полевого транзистора 9 подключен к истоку первого полевого транзистора 4, к первой входной шине 11 через пятый резистор 12, а сток четвертого полевого транзистора 10 подключен к истоку второго полевого транзистора б и второй входной шине 13 через шестой резистор 34, выход второго операционного усилителя 2 соединен с выходной шиной 15.

Компаратор работает следующим образом.

Напряжение U>Ä,, подаваемое на неинвертирующий вход операционного усилителя 1, сравнивается с напряжением Б, подаваемым на инвертирующий вход этого операционного усилителя °

Выходное напряжение операционного усилителя 1 через резисторы 7,8 и 5 подается на затворы полевых транзисторов 4,9,10 и б и вызывает в зависимости от знака либо отпирание транзисторов 4 и 10 и эапирание транзисторов 6 и 9, либо отпирание транзисторов 6 и 9 и запирание транзисторов 4 и 10, причем, так как истоки транзисторов 9 и 10 подключены к общей шине, независимо от величины сравнительных напряжений один из них всегда надежно открыт, а второй надежно закрыт.

Если соотношение напряжений на

10 входных шинах 11 и 13 компаратора

0 „ > U „, то выходное напряжение операционного усилителя 1 близко к напряжению положительной шины источника питания компаратора. При этом транзисторы 4 и 10 открыты, а транзисторы 6 и 9 закрыты. Так как транзистор 10 открыт, то исток транзисто-. ра б в этом случае оказывается подключенным к общей шине, напряжение на

20 нем за счет падения напряжения Б, иа гасящем резисторе 14 становится близким к нулю и создаются условия для надежного запирания транзистора

6 даже при напряжении ц „, соиз25 меримом с выходным напряжением операционного усилителя 1. Напряжение

U>< через гасящий резистор 12 и сопротивление канала открытого транзистора 4 подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 2, включенного повторителем, и передается на выходную шину 15 компаратора.

Так как входной ток операционного усилителя 2 очень мал, то падением напряжения на резисторе 12 и транзисторе 4 можно пренебречь доке в том случае, когда напряжение Ut,„, со измеримо с напряжением на выходе операционного усилителя 1 и транзистор 4 недостаточно хорошо открыт.

Транзистор 9 при этом надежно закрыт и не влияет на работу схемы.

Следовательно, в этом случае напряжение на выходной шине 15 компаратора с высокои точностью равно

U „, даже при напряжениях на входных шинах, соизмеримых с выходным напряжением операционного усилитечя 1.

Если соотношение напряжений на

50, входных шинах 11 и 13 компаратора, U>z z ) П „,, то выходное напряжение операционного усилителя 1 близко к напряжению отрицательной шины источника питания компаратора. При этом транзисторы 6 и 9 открыты, а транзисторы 4 и 10 закрыты. Так как транзистор 9 открыт, то исток транзистора 4 оказывается подключенным к общей шине, напряжение на нем за счет

39982

Составитель Н.Маркин

Техред Л.Олийнык

I, рректор Л.Патай

Редактор JI.Âåñåëoâñêàÿ

Заказ 230 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10!

5 15 падения напряжения U«< на гасящем резисторе 12 становится близким к нулю и создаются условия для надежного запирания транзистора 4 даже при напряжении U!,„, соизмеримом с выходным напряжением операционного усилителя 1. Напряжение U „ г через гасящий резистор 14 и сопротивление канала открытого транзистора б подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 2, включенного повторителем, и передается на выходную шину 15 компаратора. Так как входной ток операционного усилителя

2 очень мал, то падением напряжения на резисторе 14 и транзисторе 6 можно пренебречь даже в том случае, когда напряжение U> соизмеримо с напряжением на выходе операционного усилителя 1 и транзистор 6 недостаточно хорошо открыт. Транзистор 10 при этом надежно закрыт и не влияет на работу схемы.

Следовательно, в этом случае напряжение на выходной шине 15 компаратора с высокой точностью равно

U „ даже при напряжениях на входных шинах, соизмеримых с выходным напряжением операционного усилителя 1.

При необходимости передачи на выходной шине 15 напряжения U, когьх,( да Uьх ((U г í Uьхг Ф когда дан ьх.г ное йеравенство не выполняется, достаточно входы усилителя 1 поменять местами.

Таким образом, предложенный компаратор напряжений обладает высокой точностью во всем диапазоне возможных напряжений на входных шинах в отличие от прототипа, который обеспечивает высокую точность только при напряжениях на входных шинах, значительно меньших напряжения питания компаратора. Кроме того, компаратор позволяет сравнивать близкие по амплитуде напряжения на входных шинах, что наиболее часто встречается на практике, и имеет. большой динамический диапазон сравниваемых напряжений, так как не имеет входного резистивного делителя.!

0Формула изобретения

Компаратор напряжения, содержащий два операционных усилителя, один вход первого из которых соединен с первой входной шиной, выход первого операционного усилителя через первый резистор подключен к затвору. первого полевого транзистора с каналом и-типа, а через второй резистор — к зат20 вору второго полевого транзистора с каналом р-типа, стоки первого и второго полевых транзисторов подключены к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, включенного

25 повторителем напряжения, третий и четвертый резисторы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены пятый и шестой резисторы, третий полевой

30 транзистор с каналом р-типа и четвертый полевой транзистор с каналом п-типа, затворы которых через соответственно третий и четвертый резисторы подключены к выходу первого операционного усилителя, а истоки подключены к общей шине, сток третьего полевого транзистора, соединенный с истоком первого полевого транзистора, подключен к первой входной шине и первому входу- первого операционного усилителя через пятый резистор, а сток четвертого полевого транзистора, соединенный с истоком второго полевого транзистора, подключен к второй

5 входной шине через шестой резистор.