Двухпороговый компаратор напряжения

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении анализаторов величины напряжения устройств электронного регулирования и управления. Цель изобретения расширение области. Введение в двухпороговый компаратор напряжения, содержащий операционный усилитель 1, резистивный делитель 2 опорного напряжения, первый и второй резистивные делители 3,6 входного напряжения, источник 5 опорного напряжения, транзистора 4 позволяет исключить взаимную зависимость величин порогов при регулировании. Транзистор 4 обеспечивает развязку между цепями настройки величин порогов. 3 ил.

!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1

„.. :: ФОЖЯ

f. k.ш )Е1И

ЕЙБ1Й07 сКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУцАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (2i) 4420622/24-21 (22) 04.05.88 (46) 30.06.90. Бюл. Р 24 (71) Винницкий завод радиотехнической аппаратуры (72) Ю.М.Оберемок и Ю.Л.Бостко (53) 621.374,33 (088.8) (56) Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем.

М.: Радио и связь, 1985, с. 161, 162. (54) ДВУХПОРОГОВНЙ KOMIIAPATOP НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике.и может быть использовано (51)g Н 03 K 5/24, С 05 В 1/01

2 при построении анализаторов величины напряжения устройств электронного регулирования и управления. Цель изобретения — раснирение области применения. Введение в двухпороговый компаратор напряжения, содержащий операционный усилитель 1, резистивный делитель 2 опорного напряжения, первый.и второй резистивные делители 3, 6 входного напряжения, источник

5 опорного напряжения, транзистора 4 позволяет исключить взаимную зависимость величин порогов при регулировании. Транзистор 4 обеспечивает развязку между цепями настройки ве"

1575298

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова- но при построении анализаторов величины напряжения устройств электрон5 ного регулирования и управления.Цель изобретения — расширение области применения путем исключения взаимной зависимости величин порогов при регулировании. 1О

На фиг. 1 представлена структурная схема двухпорогового компаратора напряжения; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Двухпороговый компаратор содержит операционный усилитель 1, подключенный инвентирующим входом к выходу резистивного делителя 2 опорного напряжения, а неинвертирующим входом— к выходу первого резистивного делителя 3 входного напряжения, а также транзистор 4, подключенный эмиттером .к источнику 5 опорного напряжения, коллектором — к неинвертирующему входу операционного усилителя 1, а базой — к выходу второго резистивного делителя б входного напряжения, причем резистивные делители 3 и 6 подключены к входным клеммам 7 и 8.

Двухпороговый компаратор напряже- . 30 ния работает следующим образом.

Рассмотрим устойчивое состояние компаратора, характеризующееся наличием питающих напряжений операционного усилителя +Uo, -U и опорного напряжения U . Напряжение на инвероп тирующем входе операционного усилителя задается резистивным делителем 2 опорного напряжения.

Для описания режима работы компа- 40 ратора с точки зрения формирования напряжения на неинвертирующем входе рассмотрим зависимость напряжений на входах операционного усилителя от изменения входного напряжения, показанйую на фиг. 2, и зависимость выходного напряжения компаратора от входного напряжения, показанную на фиг. 3.

Допустим, что ток утечки закрытого транзистора 4 равен нулю и входное

50 сопротивление операционного усилителя значительно больше сопротивлений резистивных делителей 2 и 3.

На участке изменения входного напряжения от нуля до U sx, (фиг. 2) транзистор 4 открыт напряжением, зна55 чение которого равно разности входного напряжения (с учетом резистивног делителя 6) и опорного напряжения, приложенных к базе и эмиттеру соответственно.

При этом напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя

1 равно опорному напряжению за вычетом падения напряжения на открытом транзисторе 4, а входной сигнал, приложенный через первый резистивный делитель 3 входного напряжения, не оказывает существенного влияния на это напряжение, так как сопротивление резистивного делителя 3 значительно больше сопротивления открытого транзистора 4. Напряжение на инвертирувщем входе, установленное резистивным делителем 2 от источника

5 опорного напряжения, меньше напряжения на неинвертирующем входе oneрационного усилителя 1, поэтому на его выходе имеется высокий уровень напряжения (фиг. 2 и 3).

При повышении входного напряжения от U „ o He enHH no o e Uù ьк транзистор 4 начинает запираться изза уменьшения разности напряжений между эмиттером и базой, уменьшается ток коллектора транзистора 4.

При этом к неинвертирующему входу операционного усилителя 1 начинают прикладываться следующие изменяющиеся напряжения: повышающееся напряжение входного сигнала, прикладываюцееся к неинвертирующему входу через резистивный делитель 3; уменьшающееся напряжение опорного источника из-за закрывания транзистора 4.

Результирующее напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 уменьшается из-за того, что при закрывании транзистора 4 и проходе его рабочей точки через активную область происходит более быстрое уменьшение напряжения на его коллекторе, чем повышение напряжения входного сигнала, прикладываемое к неинвертирующему входу через резистивный делитель 3.

Более быстрое уменьшение напряжения на коллекторе транзистора 4 обусловлено тем, что на этом участке он работает как усилитель входного сигнала, выполненный по схеме каскада с общим эмиттером, и выходное усиленное напряжение, снимаемое с его коллекторной нагрузки, т.е. нижнего плеча резистивного делителя 3, прикла5

15 дывается к неинвертирующему входу операционного усилителя, При этом коллекторная нагрузка транзистора 4, представляющая собой нижнее плечо резистивног о делителя

3, выбрана такой, что коэффициент усиления каскада с общим эмиттером на транзисторе 4 больше единицы. Это возможно потому, что входное сопротивление операционного усилителя высокое и делитель 3 также высокоомный.

Одновременно входной сигнал поступает на неинвертирую1ций вход операционного усилителя 1 через резистивный делитель 3, коэффициент передачи которого всегда меньше единицы.

Таким образом, результирующее напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя на участке изменения входного сигнала от U „, до

U уменьшается поскольку коэффкя<

f циент передачи транзисторного каскада больше коэффициента передачи резистивного делителя.

При снижении напряжения на неинвертирующем входе ниже напряжения на инвертирующем входе компара op срабатывает и его выходное напряжение становится равным нулю. Этому соответствует значение входного напряжения Пр, (фиг. 2 и 3).

При повышении входного напряжения от U до U „ происходит дальнейп шее уменьшение напряжения на неинвертирующем входе. По мере закрывания транзистора 4 уменьшение напряжения на неинвертирующем входе прекращает75298 6 ся и в момент полного запирания транзистора 4 (этому соответствует U „, фиг. 2) напряжение на неинвертирующем входе определяется только резистивным делителем 3 и его значение меньше, чем на инвертирующем входе.

При повышении входного напряжения напряжение на неинвертирующем входе

1О повышается и при достижении значения, равного U „<, фиг. 2, компаратор срабатывает второй pas и на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения.

При дальнейшем повышении входного напряжения это устойчивое состояние компаратора не изменяется.

Ф о р и у л а и з о б р е т е и и я

Двухпороговый компаратор напряжения, содержащий первый операционный усилитель, инвертирующий вход которого подключен через резистивный делитель опорного напряжения к источнику опорного напряжения, ндинвертирующий вход операционного усилителя через первый резистивный делитель входного напряжения подключен K входным клем30 мам компаратора, о т л .и ч а-ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения, в него введен транзистор, эмиттером подключенный к источнику опорного напряжения, коллектором †. к неинвертирующему входу one35 рационного усилителя, при этом база через введенный второй резистивный делитель входного напряжения подключена к входным клеммам компаратора. 575298

Составитель Н.Маркин

Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Редактор А.Огар

Заказ 1791 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101