411429

4 И 429 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совоэ СоеетскинСоциалистицескинРеспублик Зависимое от авт, свидетельства1. Кл. О 05 Ь 1/О Заявлено 12.И.1972 ( 1794875/18-24) исоединением заявкиасударстеенный комитетСовета Министров ГССРпо делам изобретенийи открытей ПриоритетОпубликовано 15 Л.1974. Бюллетень2Дата опубликования описания 31 Т.1974 УДК 681.325(088.8) ЯТБ Авторыизобретени. М. Сиверский, Ю. Н, Рухлядев, О. В, Марченко и В. И. Заболотны Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССРЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в аналого-цифровых преобразователях и других аналоговых устройствах измерительноинформационных систем.Известная схема сравнения на базе дифференциального усилителя представляет собой балансный дифференциальный каскад, собранный на транзисторах и стабилизаторе тока.Известное устройство имеет следующие недостатки:1. Большой температурный дрейф, возникающий вследствие саморазогрева транзисторов при разбалансе входных сигналов.2. Пробой перехода база - эмиттер одного из транзисторов, если разность сравниваемых напряжений превосходит допустимое обратное напряжение транзистора (порядка единиц вольт), что ограничивает диапазон измеряемых сигналов.С целью повышения точности и расширения диапазона сравниваемых сигналов, предлагаемое устройство содержит токовые переключатели, выходы которых попарно подключены к эмиттерам транзисторов входного каскада дифференциального усилителя, один из входов каждого переключателя тока через дополнительно введенные блоки смещения уровня соединены с выходами оконечного каскада дифференциального усилителя, другой вход - с источником опорных сигналов, а источник тока подключен к эмиттерам транзисторов входного каскада дифференциаль ного усилителя через диоды.Такое подсоединение дает возможностьосуществить принудительное перераспределение токов в плечах входного дифференциального каскада, которое обеспечивает небольшой 10 разбаланс на выходе первого каскада при значительном разностном входном сигнале и относительное соответствие температурных режимов транзисторов.На чертеже представлена схема ус 1 ройства 15 для сравнения аналоговых сигналов,Входной каскад устройства состоит из дифференциального каскада 1 на транзисторах Т, и Т трех стабилизаторов тока 2, 3, 4 на транзисторах Тъ Т 4, Тъ четырех токовых пе реключателей 5, 6, 7, 8 на транзисторах ТТ 7, Тв и Т 9, Т,о, Т 1 четырех блоков 9, 10, 11, 12 смещения уровня (применяются обычно схемы, например, на эмиттерном повторителе) и двух источников опорных сигналов 13, 25 14, оконечного каскада 15.К эмиттеру транзистора Т, входного каскада дифференциального усилителя подсоединяются выходы двух токовых переключателей различной проводимости, собранных на транзо зисторах ТТв и Те, Тп. К эмиттеру трапзи40 50 55 60 65 стора Т, входного каскада дифференциального усилителя подсоединяются выходы двух токовых переключателей различной проводимости, собранных на транзисторах Т 7, Т 8 и Т 9, Т 1,. Базы транзисторов Т, и Т 7 токовых переключателей соединены с выходами блоков 9 и 10 смещения уровней, а базы транзисторов ТТ 19 - с выходами блоков 11 и 12 смещения уровней. Входы блоков смещения уровней соединены с выходами оконечного каскада 15. Базы транзисторов Т, и Т 1, токовых переключателей соединены с выходами источников 13 и 14 опорных сигналов, Если ток стабилизатора тока 2 равен /, то выбирают ток стаби 1лизаторов 3 и 4 равным -- Ы, где Ы - ве 2личина, на которую допускают изменение тока в плечах входного каскада устройства при разбалансе, Разностный сигнал с входа дифференциального каскада усиливается до требуемого значения обычными последующими каскадами. На выходе схемы получаются два ВЫХОДНЫХ НаПРЯжЕНИЯ Упых И Упых, ЗаДан ный диапазон изменения выходного напряже- НИЯ ОГРаНИЧИВаЮт ЗНаЧЕНИЕМ живых 7 пи 7 Ый вых шахТоковые переключатели управляются сигнаты ты 7 ПХЛаМИ И пых 4./Выха, Ь пых ст/) вых, ЯВЛЯЮ- щимися выходными сигналами, которые для обеспечения режима работы по постоянному току смещаются на соответствующие величи- НЫ. 1/ вых пьвх У вых ши ЯВЛЯЮТСЯ ЗНаЧЕНИЯМИ диапазона изменения входного сигнала, смещенными по постоянному току на такие же величины.При сравнении сигналов, отличающихся на небольшую величину, выходные сигналы /вых, и Упых, находятся в пределах заданного диапазона иЦУвых тах вых 2вых аахвых, ф а77 ЦЮвых щ и выха вых П 1 пвых следовательно транзисторы ТТ 7, Т 8, Ти закрыты, а транзисторы Т, и Тоткрыты. В этом случае токовые переключатели срабатывают таким образом, что транзисторы Т Т ТТ 19 закрываются, а ТТ 1, - открываются, токи стабилизаторов тока 3, 4 протекают соответственно по транзисторам Т 8, Тп, и на работу входного каскада дифференциального усилителя в данном случае токовые переключатели никакого влияния не оказывают.Если происходит разбаланс, который приводит к уходу выходных напряжений из допустимого диапазона, возникает ситуация, когда: выхПах вых.( выхпах( вых,)ф вых П 1 П выхвых впвыход )фтранзисторы Т, и Т 19 (Т 7 и Т,) открываются, и по ним начинает протекать часть токов 5 10 15 20 25 30 35 стабилизаторов 3, 5. Ток стабилизатора 2 в точке а делится на две составляющие, большая из которых в рассматриваемом случае течет по диоду Дь меньшая - по Д 2; часть тока, протекающего через диод Д 1, проходит через транзистор Т 6, а другая - через Т,. По транзистору Т, протекает суммарный ток через диод Д, и транзистор Т 9. Схема сохраняет разность токов, протекающих через транзисторы Т, и Т, не большую, чем 2 Ы, При большом входном разностном сигнале весь ток 1 стабилизатора тока 2 протекает через диод Д но вследствие того, что к этому моменту полностью закрылся транзистор Т 8 и открылся Т весь ток стабилизатора тока 3 потечет по Т 6, тогда ток по транзистору Т, будет равным:, 2 ) 2По транзистору Т, потечет весь ток стабилизатора тока 4, равный;1/т, - Ыф2так как Тполностью открыт, а Т - закрыт. Диод Д 9 закрыт, следовательно, разность токов в плечах дифференциального каскада не превзойдет значения 2 Ы. Это обеспечит перераспределение мощности на транзисторах в допустимых пределах. При перекосе в противоположную сторону работа проходит аналогично.При возвращении сигнала в рабочую зону вновь:вых иах вых.,вых аах вых, ф- с/ ./ "- У авых П 1 п( выхвых а 1 П( выхТранзисторы Т 6, Т (Т 7, Т 9) закрыВаются, а Тз, Тп открываются, и токовые переключатели вновь не оказывают влияния на входной каскад дифференциального усилителя. Предмет изобретения Устройство для сравнения аналоговых сигналов, содержащее многокаскадный дифференциальный усилитель на транзисторах, входы которого соединены с источниками сравниваемых сигналов, источники опорных сигналов и источник тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона сравниваемых сигналов, оно содержит токовые переключатели, выходы которых попарно подключены к эмиттерам транзисторов входного каскада дифференциального усилителя, один из входов каждого переключателя тока через дополнительно введенные блоки смещения уровня соединены с выходами оконечного каскада дифференциального усилителя, другой вход - с источником опорных сигналов, а источник тока подключен к эмиттерам транзисторов входного каскада дифференциального усилителя через диоды,