Двухпороговый компаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1723 ббЗ 19) ьй 2 РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Винницкий политехнический институт (72) О.Д.Кнаб, В,Г.Красиленко, Н.Н.Михальниченко и В.И.Никишин(54) ДВУХПОРОГОВЫЙ КОМПАРАТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики при построении устройств анализа входных сигналов по напряжению, Цель изобретения - упрощение, Двухпорогоеый компаратор содержит 1)5 Н 03 К 5/24, 6 05 В 1/О пять резисторов 1 - 5, транзистор 6, первый и второй БИСПИН-приборы, два разделительных диода 9, 10, цепочки 11 и 12 соот.- ветственно а и и последовательно включенных диодов, шину 13 входного напряжения, шину 14 опорного напряжения, общую шину 15, шину 16 напряжения питания. Применение в качестве компараторов БИСПИН-приборов и диодных цепей ввода опорного и входного напряжений позволило отказаться от двух источников питания. Диодные цепочки 11 и 12 обеспечивают смещение рабочих точек. Ширина окна дискриминации определяется количеством смещающих диодов в цепочках 11, 12, Рези- сторы 1 и 2 обеспечивают протекание токов, включающих БИСПИН-приборы 7 и 8 соответственно, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики при построении устройств анализа входных сигналов по напряжению,Целью изобретения является упрощение эа счет исключения двух источников питания,На чертеже приведена принципиальная схема двухпорогового компаратора.Двухпороговый компаратор содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 резисторы, транзистор 6, первый 7 и второй 8 БИСПИН-приборы, первый 9 и второй 10 разделительные диоды, цепочки 11 и 12 соответственно из в и и последовательно включенных диодов, шину 13 входного напряжения, шину 14 опорного напряжения, общую шину 15 и шину 16 напряжения питания, при этом БИСПИН-приборы 7 и 8 применены в качестве первого и второго компараторов соответственно, причем выводы подложки, омического и запирающего (нелинейного) контактов БИСПИН-приборов являются соответственно первым входом, вторым входом и выходом компараторов, резисторы 3 - 5 и транзистор 6 образуют логический элемент НЕ 17, причем первый вход первого компаратора 7 подключен к катоду первого из п последовательно включенных смещающих диодов цепочки 11, анод а-го диода цепочки 11 подключен к второму входу второго компаратора 8 и к катоду диода 10, анод которого подключен к шине 13 входного напряжения, первый вход второго компаратора 8 подключен к катоду первого из и последовательно включенных смещающих и диодов цепочки 12, анод и-го диода цепочки 12 подключен к второму входу первого компаратора 7 и к катоду диода 9, анод которого подключен к шине 14 опорного напряжения, резисторы 1 и 2 подключены между общей шиной 15 и вторыми входами компараторов 7 и 8 соответственно, транзистор 6 подключен эмиттером к общей шине 15, базой через резисторы 3 и 4 соответственно к выходам компараторов 7, 8 и к общей шине 15, а коллектором, являющимся выходом 18 устройства, через резистор 5 к шине 16 напряжения питания,Устройство работает следующим образом.На шины 13, 14 и 16 подаются, а с шины 18 снимаются напряжения и сигналы положительной полярности относительно общей шины 17. Пусть опорное напряжение Ооп и напряжение питания Осс равны 5 В, входное напряжение Овх увеличивается от 0 до 8 В, гп= 2, и = 1, а падения напряжений на элементах устройства обозначаются буквой О с индексами, соответствующими цифровым обозначениям элементов схемы; падение напряжения на диоде примем равным 0,6 В, 5 падение напряжения между выводами подложки и запирающих контактов включенных (открытых) БИСПИН-приборов 7 и 8 - равным 0,8 В, а падение напряжения между выводами подложки и омического контакта включаю щихся БИСПИН-приборов 7 и 8 равным 0,5 В.Тогда после подачи напряжений на устройство транзистор 6 будет открыт и насыщен (на выходе 18 устройства сигнал логического "0"), так как БИСПИН-прибор 8 15 открыт. (включен), и на его выходе выделяется напряжение, достаточное для включения транзистора 6 (Оз+ 04 = Ооп 0 6 Вп + 1 - 0,8 В = 3 В), БИСПИН-прибор 7 в это время закрыт (выключен) и через его выводы про текают только токи утечки незначительнойвеличины. Такое состояние устройства сохраняется до тех пор, пока в результате повышения входного напряжения сохраняется цепь для протекания тока от 25 вывода подложки к выводу омического контакта БИСПИН-прибора 8 и ток в этой цепи достаточен для удержания во включенном состоянии БИСПИН-прибора 8 при имеющейся нагрузке (элементы 3, 4, 6 схемы), В 30 этот момент входное напряжение примерноравно 3,9 В (Овх = Ооп - 0,6 В и - 0,5 В = 3,9 В), Далее БИСПИН-прибор 8 выключается в результате уменьшения тока в его управляющей цепи, что приводит к выключению 35 транзистора 6, на выходе которого выделяется сигнал логической "1". БИСПИН-прибор 7 в это время остается закрытым (выключенным), так как потенциал его подложки, равный Овх,6 В, меньше потенци ала омического контакта, равного Ооп - 0,6В. Такое состояние устройства сохраняется до тех пор, пока в результате повышения входного напряжения потенциал подложки БИ СПИН-прибора 7 не превысит потенциал 45 его омического контакта и ток в цепи междуними не станет достаточным для включения БИСПИН-прибора 7 с имеющейся нагрузкой. В этот момент входное напряжение примерно равно 6,7 В (Овх = Ооп+ Гп 0 6 В+ 50 0,5 В = 6,7 В). Далее БИСПИН-прибор 7включается, вызывая переключение транзистора 6 (на выходе устройства выделяется логический "0"), БИСПИН-прибор 8 остается в выключенном состоянии. Такое состо-.55 яние устройства сохраняется придальнейшем увеличении входного напряжения. При уменьшении входного напряжения от максимального значения до 0 В устройство работает аналогично.1723663 Формула изобретения 1. Двухпороговый компаратор, содер- жащий шину входного напряжения, шину опорного напряжения, первый и второй компараторы и логический элемент, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к выходу второго компаратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения за счет исключения двух источников питания, в него дополнительно введены первый и второй разделительные диоды, первый и второй резисторы и п+ п смещающих диодов, причем первый вход первого компаратора подключен к катоду первого из 40 45 50 Составитель Н.Маркин Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор Л. БескидЗаказ 1069 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Положение середины окна дискриминации на оси напряжений определяется величиной опорного напряжения, Ширина окна дискриминации определяется количеством смещающих диодов в цепочках 11 и 12. При а = и = 0 обеспечивается минимальная ширина окна дискриминации.Диоды 9 и 10 обеспечивают взаимную развязку источников опорного и входного напряжений,Резисторы 1 и 2 обеспечивают протекание токов, включающих БИСПИН-приборы 7 и 8 соответственно.Применение изобретения позволяет упростить двухпороговый компаратор по сравнению с прототипом за счет исключения двух разнополярных источников питан ия, необходимых для питания компараторов прототипа,гп последовательно включенных смещающих диодов, анод а-го смещающего диода подключен к второму входу второго компаратора и к катоду второго разделительного 5 диода, анод которого подключен к шиневходного напряжения, первый вход второго компаратора подключен к катоду первого из и последовательно включенных смещающих диодов, анод и-го смещающего диода 10 подключен к второму входу первого компаратора и к катоду первого разделительного диода, анод которого подключен. к шине опорного напряжения, выход первого компаратора подключен к выходу второго ком паратора, первый и второй дополнительныерезисторы подключены между общей шиной и вторыми входами первого и второго компараторов соответственно.2. Компаратор поп.1, отл ича ю щий с я тем, что первый и второй компараторывыполнены в виде БИСПИН-приборов, причем выводы подложки, омического и запирающего контактов БИСПИН-приборов являются соответственно первым входом, 25 вторым входом и выходом компараторов.3. Компаратор по пп. 1 и 2, отл ич а ющ и й с я тем, что логический элемент выполнен на транзисторе и - р - и типа, включенном по схеме с общим эмиттером, причем 30 база транзистора подключена к входу логического элемента через третий резистор и к общей шине - через четвертый резистор, а коллектор транзистора, являющийся выходом устройства, подключен через пятый ре зистор к шине питания.