Стробируемый компаратор

ЫЙ КОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИЙ И ОТКР ГОСУДАРСТВЕН аЕЛАМЫТИЙЗОБРетени 1 САНИЕ ДЕТЕ ЛЬСТВ дио",тип) . ко" со(5 Ь)(57) СТРОБИРУЕИЫЙ КОМПЛРАТОР, содержащий дифференциальный усилитель,выполненный иа двух транзистораходинаковой проводимости, эмиттерытррых соединены с источником тока,третий и четвертый транзисторы тойже проводимости, эмиттеры которых подединены через ключ к второму источнику тока, а базы перекрестно подключены к выходным шинам и через резисторы к первому источнику напряжения,ЗсЮ" 03 "524; 6 05 В 1/01 а также пятый и шестой транзисторы, подключенные коллекторами к выходным шинам источника напряжения смещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения компаратора, коллектор первого транзистора непосредственно подключен к коллектору третьего и к эииттеру пятого транзистора и через резистор к второму источнику напряжения, а коллектор второго транзистора непосредственноподключен к коллектору четверто. го и к эмиттеру шестого транзисторов и че рез резистор к второму источнику напряжения, базы пятого и шестого транзисторов подключены к источнику напря- Щ жения смещения, коллектор пятого тран. зистора непосредственно подключен к базе четвертого транзистора, коллектор шестого транзистора непосредственно подключен к базе третьего транзистора, причем проводимость пятого и шестого транзисторов отлична от проводимости третьего и четвертого Феей транзисторов.СЛ1 30Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислитель- ной техники.1Известен стробируемый компаратор с ячейкой памяти, выполненный на основе триггера-защелки и содержащий дифференциальный усилитель на двух транзисторах одинаковой проводимости, эмиттеры которых соединены с источни- ком тока, и триггер-защелку, содержащий третий и четвертый транзисторы той же проводимости, эмиттеры которых подсоединены через ключ к второму источнику тока, а базы перекрестно подключены через нагрузочные резисторы к источнику напряжения,Г .Однако такие компараторы имеют недостаточное быстродействие из-за влияния отрицательной обратной связи в коллекторных цепях транзисторов дифференциального усилителя, а также из-за возможности насыщения этих транзисторов при больших входных сиг. налах.Наиболее близким к предлагаемому является стробируемый компаратор, со. держащий дифФеренциальный усилитель, выполненный .на двух транзисторах одинаковой проводимости, эмиттеры кО. торых соединены с источником тока, третий и четвертый транзисторы той же проводимости, эмиттеры которых подсоединены через ключ к второмуисточнику тока, а.базы перекрестно подключены к выходным шинам и через резисторы к первому источнику напряжения, а также пятый и шестой транзисторы, подключенные коллекторами к выходным шинам источника напряжения смещения. Кроме того, в состав устройства входят еще шесть транзисторов, два стабилизатора, два диода и источник напряжения смещения ,2. 5 б 445 2 Увеличение напряжения смещения приводит к увеличению погрешности 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55: ФОднако известный компаратор имеет значительную сложность. В цени положительной обратной связи включены ста бнлитроны, различие в напряжениях стабилизации которых приводит к асимметрии схемы и увеличению напряжения смещения. Кроме того, непосредственное подключение стабилитронов к нагрузочным резисторам практически невозможноиз-за довольно больших рабочих токов стабилитронов и, как следствие, большой разности этих токов, которая также приводит к увели ченню напряжения смещения. начального смещения, т.е. к снижению точности компаратора. Для уменьшения токов, протекающих через нагрузочные резисторы, введены транзисторы, но . неравенство их напряжений "эмиттер-. база" также увеличивает напряжение смешенияувеличение напряжения смещения из-за неравенства несимметрии) элементов цепей обратной связи становится особенно заметным при реализации максимально возможной скорости работы компаратора, так как в этом случае приходится снижать величины йагрузочных резисторов и, следовательно, уменьшать усиление компаратора в режиме слежениячто во столько же раз увеличивает напряжение смещения из-Й несимметрии цепей обратной связи,Целью изобретения является упрощение компаратора и повышение его точности.Поставленная цель достигается тем, что в стробируемом компараторе, содержащем дифференциальный усидитель, выполиенньй на двух транзисторах одинаковой проводимости, эмиттеры каторых соединены с источником тока, третий и четвертый транзисторы той же проводимости, эмиттеры которых подсоединены через ключ к второму источнику тока, а базы перекрест- но подключены к выходным шинам и через резисторы к первому источнику напряжения, а также пятый и шестой транзисторы, подключенные коллекторами к выходным винам, источник напряжения смещения , коллектор первого транзистора непосредственно подключен к коллектору третьего и к эмит. теру пятого транзистора и через резистор .к второму истоЧнику напряжения, а коллектор второго транзистора непосредственно подключен к коллектору четвертого и к эмиттеру шестого транзистора и через резИстор к второму источнику напряжения, базы пятого и шестого транзисторов подключены к источнику напряжения смещения, коллектор пятого транзистора непосредственно подключен к базе четвертого транзистора, а коллектор шестого транзистора непосредственно подключен к базе третьего транзистора, причем проводимость пятого и шестого транзистора отлична от проводи-56445 О ратная связь, напряжение на выход 5 Ю 25 30 35 40 4,5 5055 3 10мости третьего и четвертого транзистора.На чертеже дана схема предлагаемого компаратора.К двум входам компаратора подключены базы транзисторов 1 и 2.Триггер-защелка выполнен на транзисторах 3-6. Эмиттеры транзисторов1 и 2 подключены к источнику 7 тока,эмиттеры транзисторов 3 и 4 черезключ 8 подсоединены к второму источнику 9 тока. К выходным шинам черезодинаковые нагрузочные резисторы 10и 11 подключен первый источник 12(отрицательного) напряжения. Базытранзисторов 5 и 6 подключены к источнику 13 смещения, а змнттеры через одинакбвые токозадающие резисторы 14 и 5 - к второму источнику 16(роложительного) напряжения. Проводимости транзисторов 1-4 одинаковы, проводимости транзисторов 5 и 6 отличныот проводимости транзисторов 1-4.Устройство работает следующим образом,.При подаче на входы,компараторовразности потенциалов ( разности междуопорным напряжением и напряжениемсравниваемого сигнала) меняется распределение змиттерных и коллекторныхтоков транзисторов 1 и 2, что приводит к перераспределению эмиттерныхи коллекторных токов транзисторов 5и 6. Это происходит в силу того,что токи через резисторы 14 и 15практически неизменны, так как величина сопротивления резисторов 14 и, 15 много больше величнва сопротивления транзисторов 5 и 6 со сторонызмиттера. Суммарный ток через резисторы 14 и 15 больше суммарного токаисточников 7 и 9, что гарантируетлинейный режим работы транзисторов5 и 6, Изменение коллекторных токовтранзисторов 5 и.б приводит в конечном счете к появлению выходного .напряжения - разности .потенциалов нанагрузочных резисторах 10 и 11. Этонапряжение приложено к базам транзисторов 3 и 4 и в случае, когда этитранзисторы закрыты (ключ 8 разомкнут), определяется входным сигналом, током источника 7 и сопротивлением резисторов 10 и 11.Таким образом, выходное напряжение следит за входным до тех пор,пока один из транзисторов 1 илн 2не окажется закрытым, после чегонапряжение на выходе остается постоянным и равным произведению величины тока источника 7 на величины нагрузочного резистора. При опросе (стробировании) ключ 8 замыкается и включаются транзисторы 3 и 4, образующие вместе с транзисторами 5 и б и нагрузочными резиторами 10 и 1 триггер-защелку. Поскольку в триггере действует положительная обных резисторах 10 и 1 изменяетсяскачком. Дейчтвительно, если предположить, например, что напряжение наколлекторе транзистора 5 нескольковыше, чем на коллекторе транзистора6, то разность потенциалов коллекторов 5 и 6 воздействует на базы транзисторов 3 и 4 таким образом, чтоток эмиттера и коллектора транзистора 4 увеличивается, а транзистора 3 -уменьшается. Изменение токов транзисторов 3 и 4 приводит к изменению эмиттерных и коллекторных токов тран эисторов 5 и 6 таким образом, что ток коллектора транзистора 5 увеличивается, а ток коллектора транзистора 4 уменьшается, следовательно, напряжение на коллекторе транзистора 5 становится еще выше, а напряжение на коллекторе транзистора 4 ниже, т,е. обратная связь действительно положительная.Коэффициент обратной связи выбран больше единицы и определяется величиной тока источника 9 и величиной резисторов 10 и 11, поэтому ,напряжение на выходе действительно изменяется скачком, Вели- чика скачка напряжения равна произведению величины нагрузочного резистора на величину тога источника 9.При необходимости устранения влияния входного напряжения на выходное во время опроса следует в цепь источника 7 тока поставить ключ, аналогичный ключу 8, но работающий в противо фазе с ним: когда ключ в цепи источника 7 тока разомкнут, ключ 8 замкнут и наоборот.Предлагаемое устройство не склонно к возбуждению и обладает высоким быстродействием, его схема отличается простотой и не требует каких-либо подобранных по ;.арам элементов для включения в пепи обратных связей (например, стабилнтронов). Цепи обратных связейвыполнены как проводники. Требования к близости параметров транзисторов 5 и 6 не жестче, чем транзисторов известного устройства, Кроме того, схема предлагаемого устройства об5 1056445 Эладает повьаенной точностью за счет сительйо. небольаих 1 до сотни ом) уменьаения напряжения смещения. резисторах 10 и 11 позволяет получитьПри использовании в качестве тран- налряжение смещения, практически опреэисторов 5 и 6 транзисторных пар тако 4 деляемое только параметрами пар транпостроение компаратора даже при отно" 5 знсторов 1,2 и 3,4. ИИПИ Заказ 9339/5 936 дписн илиал ППП "Патент л. Проектная горо