Компаратор

.8183. Бюл. Р 40Ландыаев, Ю.А. Медгеевмирский политехнич е к 3) 62-50(08 6 ) 1. Автор 588529, кл.2. Авторск 541140, кл. рототип). чивости ния час нем кажд содержи рого яв цепи, в ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) КОМПАРАТОР, содержащий усилитель, инвертирующий вход которого соединен с источником измеряемого напряжения, а неинвертирующий вход - с источником опорного напряжения, две блокирующие цепи и нагруэ - ку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойв широком диапазоне изменетоты измеряемого сигнала, вая из блокирующих цепейт элемент И-НЕ, входы котоляются входами блокирующей ыход соединен через первый резистор с дифференцирующей ЙС -цепьювыход которой подключен к базе транзистора, коллектор которого черезвторой резистор подключен непосредственно к входу первого элемента НЕ,выход которого является выходомблокирующей цепи, и к третьему резистору и конденсатору, соединеннымс общей шиной, а также дополнительновведены второй и третий элементы НЕ,четвертый и пятый резисторы и три,диода, причем выходы и первые входыпервой и второй блокирующих цепей перекрестно связаны, а выход усилителя непосредственно соединен с вторым входом второй блокирующей цепии через второй элемент НЕ с вторымвходом первой блокирующей цепи ичерез четвертый резистор с нагрузкойи с катодбм первого диода, анодкоторого соединен с общей шиной,катод второго диода подключен квыходу первой блокирующей цепи, аанод - к нагрузке и к катоду третьегодиода, анод которого соединен черезпятый резистор с выходом третьегоэлемента НЕ, вход которого по(включенк выходу второй блокирующей цепи.Изобретение относится н импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-циФровых преобразователей и в контрольно-измерительной аппаратуре.Известен нуль-орган, содержащий операционный усилитель, клвчевойэлемент, диоды, конденсатор, резисторы,транзистор и пороговый злеент 11 .Недостатком данного устройства является то, что Ааличие помехи во входном сигнале при изменении его полярности с.положительной на отрицательную приводит к ложным срабатываниям нуль-органа. Кроме того, 15 если время действия высокочасуотной помехи превышает время разряда конденсатора, то в .работе куль-органа возникают сбоиНаиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности является устройство для сравнения напряжений, которое содержит усилитель, триггер Шмитта, источник измеряемого напряжения, источник опорного напряжения 25 и два одновибратора 2 .Недостатком известного устройства является то, что устойчивость его к помехам определяется временем действия выходных импульсов одновибрато" ров, по истечении которого наличие помехи во входном сигнале приводит к ложным срабатываниям устройства.Цель изобретения - повышениепомехоустойчивости компаратора в широком диапазоне изменения частоты измеряемого сигнала.11 оставленная цель достигаеТся тем, что в компараторе, содержащем усилитель, инвертирующий вход которого 40 соединен с источником измеряемого напряжения, а неинвертирующий вход -с источником опорного напряжения, две блокирующие цепи и нагрузку, каждая из блокирующих цепей содержит элементИ"НЕ, входы которого являются входами блокирующей цепи, выход соедйнен через первый резистор с диффе- ренцирующейЯС -цепью, выход которой подключен к базе транзистора, коллектор которого через второй резистор подключен непосредственно к входу первого эпемента НЕ, выход которого является выходом блокирующей цепи, и к третьему резистору и конденсатору, соединенным с общей шиной, атакже дополнительно введены второй и третий элементы НЕ, четвертый и пятый резисторы и три диода, причем выходи и первые входы первой и второй блокирующей цепей перекрестно связа ны а выход усилителя непосредственно соединен с вторым входом второй блокирующей цепи и через второй элемент НЕ с вторым входом первой блокируЮ- щей цепи и через четвертый реэис тор с нагрузкой и с катодом первого диода, анод которого соединен с общей шиной, катод второго диода подключен к выходу первой блокирующей цепи, а анод - к нагрузке и к катоду третьего диода, анод которого соединен через пятый резистор с выходом третьего элемента НЕ, вход которого подключен к выходу второй блокирующей цепи.На фиг. 1 приведена структурная схема компаратора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу компаратора.Компаратор содержит усилитель 1, инвертирующий вход которого соединен с источником 2 измеряемого напряжения, а неинвертирующий вход - с источником 3 опорного напряжения, нагрузку,4, первую блокирующую цепь 5, вторую бЛокирующую цепь б, каждая из которых состоит иэ элемента И-НЕ 7, первого резистора 8, дифференцирующей 1 С цепи, выполненной на конденсаторе 9 и резисторе 10, транзистора 11, второго резистора 12, первого элемента НЕ 13, третьего резистора 14 и конденсатора 15.Кроме того, компаратор содержит второй 16 и третий 17. элементы НЕ, четвертый 18 и пятый 19 резисторы первый 20, второй 21 и третий 22 диоды., На фиг. 2 обозначено; О - напряжение на выходе источника 2 измеряемого напряжения: 8 - напряжение на выходе источника 3 опорного напряжения; 01 напряжение на выходе усилителя 1; 04 - напряжение на конденсаторе 15;. Ь 5 - напряжение на выходе первой блокирующей цепи 5;, 06 -напряжение на выходе второй блокирующей цепи Б; Оу - напряжениена нагрузке 4.Компаратор работает следующимобразом. Измеряемый сигнал, содержащий высокочастотную помеху, сравнивается с опорным сигналом в усилителе 1.В момент времени Ф,1(см. фиг. 2, происходит изменение полярности выходного сигнала усилителя 1 с положительной на отрицательную, а сигналы на выходах блокирующих цепей 5 и б соответствуют логической единице. При этом на выходе элемента И-НЕ 7 формируется сигнал логического нуля, а выходной импульс дифференцируйщей КС -цепи, образованной конденсатором 9 и резистором 10, переводит транзистор 11 в состояние насыщения, что приводит к заряду конденсатора 15 через резистор 12. Разряд конденсатора 15 происходит через реэабуор 14, причем постоянная времени заряда конденсатора 15 значительно меньше постоянной времени его разряда, а длительность импульса на выходе диф 1051500ференцирующей цепи выбирается равной времени заряда конденсатора 15,Выходной сигнал элемента НЕ 13, соответствующий логическому нулю, блокирует работу второй блокирую.щей цепи 6 и через диод 21 поступает на нагрузку 4, т. е, выход компаратора шунтируется первой блокирующей цепью 5.В момент времени 1 происходит изменение полярности выходного сигнала усилителя 1 с отрицательной на положительную, но сигнал на выходе второй блокирующей цепи 6не меняет своего значения, поскольку на первом ее входе сигнал соответствует логическому нулю. Выходной сигнал первой блокирующей цепи 5 также не меняет своего значения и соответствует логическому нулю, так как. на входе элемента НЕ 13 действует напряжение конденсатора 15.Следующее изменение полярности сигнала на выходе усилителя 1 в момент времени 1 Формирует импульс на выходе дифФеренцирующей ЙС -цепи, Транзистор 11 открывается и конденсатор 15 подзаряжается через резистор 12. Такой подзаряд и разряд конденсатора 15 будет происходить до тех пор, пока будет изменяться полярность .выходного сигнала усилителя 1 из-за наличия помехи в измеряемом сигнале, т. е. до момента времени 4 .Таким образом, напряжение на нагрузке 4 в интервале 1 в 1 соответствует логическому нулю.В момент времени 1 Я происходит изменение полярности выходного сигнала усилителя 1 с отрицательной на положительную, а сигналы на выхо" дах блокирующих цепей .5 и 6 соответ"ствуют логической единице. С этогомомента времени вступает в действиевторая блокирующая цепь.6. Работаэтой цепи аналогична работе первой5 блокирующей цепи 5, т , е. в моментвремени 15 на выходе второй блокирующей цепи Формируется сигнал, соответствующий логическому нулю, которыйблокирует работу первой блокирующейО цепи 5. При этом выходной сигнал элемента НЕ 17, соответствующий логической единице, через"резистор 19 идиод 22 поступает на нагрузку 4,где происходит суммирование выходных сигналов усилителя 1 и элементаНЕ 17. В результате, напряжение нанагрузке 4 в интервале 15-6соответствует логической единице.С момента времени 16 работа компаО ратора повторяется,Таким образом, наличие высокочас.тотной помехи в измеряемом сигналене приводит к ложным срабатываниямкомпаратора.Если уровни входых сигналовусилителя 1 не соответствуют уровням входных сигналов элементов 6и 16 компаратора, то необходимо использовать устройства согласования,выполненные по одной из известныхЗО схем. Например, для этого можноиспольэовать резистивные делителинапряжения либо включить в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 диод и стабнлитрон.35 При использовании в качествеусилителя 1 микросхемы 21 СА дополнительных согласующих устройств нетребуется, так как уровень ее выход.ных сигналов согласован со стандарт.4 О ными ТТЛ-схемами,СоСтавитель Г. НефедоваРедактор С, Пекарь Техред Т,маточка Коррек Дзят исно 4/ ПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна или аказ 8664/46ВНИИПпо113 Тираж 874 Государственного к лам изобретений и 5, Москва, Ж, Р Подмитета СССРкрытийушская наб