Компаратор тока

.8)тельство СССРВ 1/01, 1980,осится к импульс- быть использовастройств аналипри построении строиств сравнения ин. Целью изобрете налоговых велия является увеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидКд 1264314, кл. С 05 54) КОМПАРАТОР ТОКА57) Изобретение отой технике и может а входных сигналов, в частност личение чувствительности устройства.Поставленная цель достигается тем,что введены дополнительные вторыеэмиттеры в транзисторы 1, 2, резисторы 18-21. Устройство также содержит токовые шины 14, 16, 13, 15, шину 24 управления, клеммы 17, 12 напряжения смещения, выходные клеммы22, 23. Чувствительность компаратораувеличивается вследствие выбора оптимального режима по току электрических цепей первых эмиттеров транэисторов 1, 2. Оптимальная зона наилучшего режима определяется наибольшимградиентом напряжения база-эмиттери соответствует такому интервалу,1307447 где маленькое изменение значения то"ка дает существенное изменение напряжения Чб , Ток в цепях входного Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств анализа входных сигналов, в частности устройств сравнения аналоговых величин,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является компаратор тока, содержащий источник тока, первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены с первой и второй токовыми шинами соответственно, база первого транзистора соединена с коллектором четвертого транзистора и одним концом первого резистора, а база второго транзистора соединена с коллектором третьего транзистора и первым концом второго резистора, вторые концы резисторов соединены и подключены к клемме источника тока напряжения смещения, эмиттер первого транзистора подключен к третьей токовой шине и к базе третьего транзистора, а эмиттер второго транзистора подключен к четвертой токовой шине и к базе четвертого транзистора, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов подключены к коллектору шестого транзистора, аноды первого и второго диодов подключены к базам первого и второго транзисторов соответственно, а катоды диодов соединены и подключены к коллектору пятого транзистора, коллектор шестого транзистора подключен к эмиттерам третьего и четвертого транзисторов, источник тока подключен к эмиттерам пятого и шестого транзисторов, базы которых подсоединены к шинам управления. Чувствительность компаратора зависит от входной характеристики транзисторов, содержащихся в токовых цепях устройства, от абсолютных величин сравниваемых токов и режима работы. С увеличением тока, протекающего по токовым цепям, градиент напряжения эмиттер-база уменьшается. транзистора определяется соотношением сопротивления резисторов в цепяхпервого и второго эмиттеров, 2 ил,Недостатком устройства является низкая чувствительность при относительно больших значениях рабочего тока, тогда градиент напряжения база-эмит тер невелик,Цель изобретения - увеличениечувствительности устройства.Поставленная цель достигается тем 10 что в компаратор тока, содержащийисточник тока, первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены с первой и второй токовыми шинамисоответственно, база первого тран зистора соединена с коллектором четвертого транзистора и одним концомпервого резистора а база второготранзистора соединена с коллекторомтретьего транзистора и первым концом 20 второго резистора, вторые концы резисторов соединены и подключены кклемме источника тока напряжения смещения, эмиттер первого транзистораподключен к третьей токовой шине ик базе третьего транзистора, а эмиттер второго транзистора подключенк четвертой токовой шине и к базечетвертого транзистора, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов подЗ 0 ключены к коллектору шестого транзистора, аноды первого и второго диодовподключены к базам первого и второго транзисторов соответственно, акатоды диодов соединены и подключены 35 к коллектору пятого транзистора, коллектор шестого транзистора подключенк эмиттерам третьего и четвертоготранзисторов, источник тока подключен к эмиттерам пятого и шестого 40 транзисторов, базы которых подсоединены к шинам управления, введено подополнительному второму эмиттеру впервый и второй транзисторы и четыререзистора, при этом между первыми и 45 вторыми эмиттерамн первого транзистора и третьей токовой шиной включены третий и четвертый резисторы соответственно, а между первым и вторым3074эмиттерами второго транзистора и четвертой токовой шиной включены пятыйи шестой резисторы соответственно,На фиг.1 представлена схема компаратора тока; на фиг,2 - входнаяхарактеристика транзисторов.Компаратор тока, содержит первый 1и второй 2 транзисторы, к базам которых подключены соответственно выводы первого 3 и второго 4 резисторов, 10причем к первому эмиттеру первоготранзистора 1 подключена база третьего транзистора 5, эмиттер которогосоединен с эмиттером четвертого транзистора 6 и коллектором пятого транэистора 7, эмиттером подключенногонепосредственно к эмиттеру шестоготранзистора 8 и через источник 9 тока - к шине нулевого потенциала, ааноды первого 10 и второго 11 диодов 20соответственно подключены к базампервого и второго транзисторов, причем вторые выводы первого и второгорезисторов соединены с клеммой 12напряжения смещения, а токовые шины 2513-16 и клемма 17 подключены так,что токовые шины 14 и 16 подключенынепосредственно к коллекторам первого 1 и второго 2 транзисторов, клемма 17 - к базе пятого транзистора 7, 30а токовая шина 13 через третий 18 ичетвертый 19 резисторы подключенасоответственно к второму и первомуэмиттеру первого транзистора 1, токовая шина 15 подключена чарэ пятый 3520 и шестой 21 резисторы соответственно к первому и второму эмиттерам второго транзистора 2, при этоманоды первого 10 и второго 11 диодовподключены соответственно к выходным 40клеммам 22 и 23, а база шестого транзистора 8 соединена с шиной 24 управления,45Устройство работает следующим образом,Токовые шины 13-14 и 15-16 включаются в электрические цепи тока, содержащие сигнальные источники тока, а клемма 12 напряжения смещения подключается к опорной точке напряжения смещения, По токовым шинам 13-14 протекает ток величины 1, а по токовым шинам 15 и 16 - величины 1 . При вы соком потенциале на шине 24 управления относительно клеммы 17 защелка отключена, и ток от источника 9 тока протекает через шестой транзистор 8,47 4диоды 10 и 11 и резисторы 3 и 4. Напряжение на базах транзисторов 1 и 2, на выходныхклеммах 22 и 23 одинаковое. Если изменить потенциалы на клемме 17 и шине 24 управления на противоположные, то ток источника тока будет протекать через пятый транзистор 7 и по цепям транзисторов 5 или 6 в зависимости от отношения токов в токовых цепях транзисторов 1 и 2 до переключения ключа тока. Пусть ток, протекающий по первой цепи, больше тока, протекающего по второй цепи (11 ), тогда потенциал на базе четвертого транзистора 6 вьппе потенциала на базе третьего транзистора 5, При подключении генератора 9 тока токовым ключом через пятый транзистор 7 большая часть тока (1 ) генератора 9 тока протекает через четвертый транзистор 6 и резистор 3, и падение напряжения на резисторе 3 соответственно больше, чем на резисторе 4, Из-за положительной обратной связи потенциал базы третьего транзистора 5 понижается относительно потенциала базы четвертого транзистора 6, и в итоге весь ток 1 протекает через четвертый транзистор 6 и резистор 3, вследствие этого защелка устанавливается в одно положение, На выходной клемме 23 напряжение вьппе напряжения на выходной клемме 22,Разница напряжения между базами транзисторов 1 и 2: аЧ 1 К, +1 в К 1 Кее где 1 и 1 и - базовые токи тр анэи сторов 1 и 2 соответственно,Разница напряжения между клеммой2 напряжения смещения и базой транзистора 1 равна 1 К + 1, К, а разница напряжения между базой транзистора 2 и клеммой 12 - 1 п К 4. Таккак величина тока 1 намного большеобазовых токов транзисторов 1 и 2, топадение напряжения на резисторах восновном определяется током 1Приотношении токов 11 наблюдается обгратное положение, При выключениитранзистора 7 и включении транзистора 8 ток через резистор 3 уменьшается, а через резистор 4 увеличивается до значений 0,5 1,При включенной защелке ток по резисторам 3 и 4 протекает одинаковойвеличины и равен половине значениятока триггера-защелки, а разница на1307447 25 ВНИИПИ Заказ 1631/48 Тираж 864 Подписное Произв.-полигрпр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пряжения между базами транзисторов 1 и 2 равна нулю. При включении и выключении защелки напряжение на базах транзисторов 1 и 2 изменяется в противоположные стороны. Размах изменения напряжения на базе одного из транзисторов 1 или 2 равен 0,5 К 1о где К К К, а общий размах напряжения между базами равен К 1 . При включенной защелке ток по резисторам 10 3 и 4 перераспределяется, но абсолютная величина его по выходной цепи напряжения смещения (клемма 12) сохраняется постоянной и равной 1Компаратор тока по выходу имеет 15 три логических состояния: лог "0", лог "1" и "Защелка выключено", Выходные логические состояния определяются величинами токов, протекающих по резисторам 3 и 4. При одинаковых 20 токах, протекающих по резисторам, выходные уровни напряжения по обоим выходам одинаковые, они соответствуют логическому состоянию "Защелка выключено". Остальные два случая определяются падениями напряжения на резисторах 3 и 4, При протекании тока 1 по резистору 3 напряжение на выходной клемме 23 выше, чем напряжение на выходной клемме 22 и наоборот. 30Соотношения резисторов 18 и 19, 20 и 21 подбираются так, что максимальные значения токов, протекающих по токовым цепям эмиттеров транзисторов 1 и 2, не должны превышать значе" 35 ния тока 1 А (см. фиг.2), так как в, интервале тока от 0 до 1 обеспечивается максимальный градиент падения 6напряженияЬЧ/Ь 1 и тем самым вэтом интервале будет высокая чувствительность устройства,Использование новых элементовреэисторов и дополнительных эмиттеро - выгодно отличает предлагаемыйкомпаратор от известного, так какувеличивается чувствительность устройства, Чувствительность компаратораувеличивается вследствие выбора опти-мального режима по току электрических цепей первых эмиттеров транзисторов 1 и 2, Оптимальная зона наилучшего режима определяется наибольшим градиентом напряжения баэа-эмиттер и соответствует такому интервалугце маленькое изменение значения тока дает существенное изменение напряжения Ч . Ток в цепях входного транзистора определяется соотношениемсопротивления резисторов в целях первого и второго эмиттеров,Формула из обретения Компаратор тока по авт, св, У 126434, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, в него введено по дополнительному второму эмнттеру в первый и второй транзисторы и четыре резистора, при этом между первыми и вторыми эмиттерами первого транзистора и третьей токовой шиной включены тре. тий и четвертый резисторы соответственно, а между первым и вторым эмиттерами второго транзистора и чет" вертой токовой шиной включены пятый и шестой резисторы соответственно,