Компаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(51) Н 03 К 5 ГО НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,О АРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологическийинститут тяжелого машиностроенияХарьковского завода Электротяжмашфим. В,И. Ленина(56) 1, Шило В.Л, Линейные интегральные схемы в радиоэлектроннойаппаратуре, М., фСов.радиоф 1,1979,с. 210, рис. 4.37,2. Патент США В 3760195,кл. 307-235, 1973 (прототий) .(54)(57) КОМПАРАТОР, содержащий операционный усилитель, транзистор, диоди резисторы, при этом инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя через резисторы соединены соответственно с источником опорного напряжения и источником входного сигнала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости компаратора, в него введен источник управляющего напряжения и конденсатор, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя соединен через диод с коллектором транзистора, база которого соединена с источником управляющего напряжения и через резистор - с общей шиной, а эмиттер соединен через резистор с выходом Операционного усилите- Я :ля и через конденсатор - с отрицательной шиной источника питание.Изобретение относится к элементамсистем автоматики и предназначенодля сравнения двух однополярных сигналов. Оно может быть использованов устройствах автоматики в качествесравнивающего релейного элемента,Известны компараторы сигналов,выполненные на основе операционныхусилителей; в которых для созданиягистерезисных свойств используетсяположительная обратная связь с выхода операционного усилителя на егонеинвертирующий вход Я ,.Однако компараторы имеют недостаточную помехоустойчивость.Наиболее близким к предлагаемому 15является компаратор, содержащий операционный усияитель, транзистор,диод и резисторы, при этом инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя через резисторы 2 Осоединены соответственно с источником опорного напряжения и источником входного сигнала, выход операционного усилителя соединен черезрезистор с базой транзистора, коллектор которого подключен к положи,тельной шине источника питания, аэмиттер через последовательную цепьиз диода и резистора соединен снеинвертирующим входом операционногоусилителя (2,Недостатки известного устройствазаключаются в том, что при подачепитания на схему на выходе опера-ционного усилителя возможен кратковременный переходный процесс, обусловленный неидентичностью темповнарастания положительного и отрицательного напряжений источников питания операционного усилителя. Этотпереходный процесс при включении 40устройства выражается обычно в кратковременном всплеске (изменении знака) выходного напряжения операционного усилителя, при этом могут открыться ключевые элементы, включенные в цепи положительной обратнойсвязи, и заблокировать устройство.Этот эффект наиболее опасен в компараторах, работающих в режиме самоблокировки (защелки), т.е. тогда,когда выходной сигнал устройства неизменяется после срабатывания независимо от изменения уровня входныхсигналов. Кроме того, наличие высокочастотных помех в цепях входныхсигналов также может привести к .ложным срабатываниям компаратора. Цель изобретения - повышение надежности и помехоустойчивости устрой-ства60Поставленная цель достигается тем, что в компаратор, содержащий операционный усилитель, транзистор, диод и резисторы, у которого инвертирующий и неинвертирующий входы65 операционного усилителя через резисторы соединены соответственно с источником опорного напряжения и источником входного сигнала, введен источник управляющего напряжения и конденсатор, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя соединен через диод с коллектором транзистора, база которого соединена с источником управляющего напряжения и через резистор - с общей шиной, а эмиттер соединен через резистор с выходом операционного усилителя и через конденсатор - с отрицательной шиной источника питания.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого компаратораКомпаратор содержит источник 1 опорного сигнала, который через резистор 2 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 3. Источник 4 входного сигнала подключен через резистор 5 к неинвертирующему входу операционного усилителя 3. К выходу операционного усилителя 3 подключен резистор б, который соединен с эмиттером транзистора 7 и конденсатором 8, другая обкладка которого соединена с отрицательной шиной источника 9 питания, База транзистора 7 соединена через резистор 10 с общей шиной, а коллектор через диод 11 - с неинвертирующим входом операционного усилителя 3, Компаратор содержит также положительную шину 12 источника питания.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, если напряжение входного сигнала меньше напряжения опорного сигнала, На выходе компаратора присутствует отрицательное напряжение, примерно равное напряжению питания операционного усилителя. При этом транзистор 7, включенный по схеме с общей базой, закрыт выходным отрицательным напряжением операционного усилителя 3, Так как транзистор 7 закрыт, цепь положительной обратной связи разорвана. В момент равенства входного и опорного сигналов операционный усилитель 3 переходит в другое устойчивое состояние и на его выходе появляется положительное напряжение, примерно равное напряжению питания. При этом положительное напряжение на выходе операционного усилителя 3 открывает транзистор 7 и операционный усилитель оказывается охваченным глубокой положительной обратной связью, При этом на выходе компаратора поддерживается положительное напряжение даже при уменьшении входного сигнала до нуля, Таким образом,1064448 Составитель Ш. ШаряповРедактор А. Курах ТехредЛ.Пилипенко Корректор А, Зимокосов Заказ 10360/58 Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 компаратор работает в режиме самоблокировки (или защелки),Возвращать схему в исходное состояние можно путем подачи положительного запирающего напряжения на базу транзистора 7, цепь положительнойобратной связи при этом разрываетсяи схема возвращается в исходное состояние.Диод 11 служит для устранениявлияния источника входного сигналана режим работы компаратора,В момент включения источниковпитания, возникающий на выходе операционного усилителя кратковременныйимпульс положительной полярности не 15вызывает отпирания транзистора 7,так как в момент включения начинается заряд конденсатора 8 от источника 9 с постоянной времени, опреде-ляемой резистором 6.и конденсатором8. Прй этом на базоэмиттерном переходе транзистора 7 возникает запирающее отрицательное напряжение,уменьшающееся по экспоненциальному закону, В установившемся режиме кон" денсатор 8 разряжен до напряжения, равного разности между напряжением питания и напряжением насыщения на выходе операционного усилителя.При этом положительные импульсы на выходе операционного усилителя 3, возникающие в результате импульсных помех в цепи входного сигнала, также не вызывают срабатывания защелки, так как конденсатор 8 в момент возникновения положительных импульсов на выходе операционного усилителя 3 заряжается от источника 9 и транзистор 7 также заперт отрицательным напряжением.Технико-экономический эффект, до- стигаемый при применении предлагаемого технического решения, заключается в повышении надежности и помехоустойчивости разрабатываемой аппаратуры, выражающийся прежде всего ,в исключении ложных срабатываний.