Компаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 19) Е 1 22 04 С 05 В 101 ЕНИЯ У ВИ ТЕЛ ВТОРСН 54) КОМПАРАТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ЛИСАНИЕ И(71) Куйбьппевский авиационный институт им. акад. С.П, Королева (72) В,А. Медников, А.И. Данилин и В.А. Антропов(56) Шило В.П. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М,: Советское радио, 1979, с. 210,Авторское свидетельство СССР Мф 760024, кл. С 05 В 1/01, 1977.(57) Изобретение относится к импульс-. ной технике и может быть использовано для сравнения сигналов в системах автоматического регулирования. Целью изобретения является повышение точ-. ности компаратора. Поставленная цель достигается за счет того, что входной и опорный сигналы подаются на входы, двух операционных усилителей, охваченных гибкими положительными обрат, - ными связями, а выходные сигналы этих усилителей поступают на С-входы двух 0-триггеров. Прямой выход первого 0-триггера является выходом компаратора, выходной сигнал которого поступает на Р- и К-входы второго П-триггера, а инверсный вы" ходной сигнал второго Р-триггера .поступает на К-вход первого Р-триггера. 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для сравнения сигналов в системах автоматического регулирования.Целью изобрЕтения является повышение точности компаратора.На фиг. 1 представлена электрическая схема компаратора; на фиг. 2- эпюры напряжений.На фиг. 1 и 2 обозначены первый операционный усилитель 1, первый 2, второй 3, восьмой 4 и третий 5 резисторы, первый стабилитрон 6, второй операционный усилитель 7, четвертый 8, пятый 9 и седьмой 10 резисторы, второй стабилитрон 11, шестой 12 и девятый 13 резисторы, первый 14 и второй 15 Э-триггеры, вход 16 и выход 17 компаратора, источник 18 напряжения питания, источник 19 опорного напряжения, десятый резистор 20, входной сигнал О опорйое напряжение 0 , выходноеопнапряжение Б , напряжение Б пи 6 Ых фтания, добавочное напряжение а 0 опорные моменты времени С, - с, выходные напряжения О, и Б первого 1 и второго 7 операционных усилителейУстройство работает следующим образом.На прямой вход операционного усилителя 1.через первый резистор 2 и на инверсный вход операционного усилителя 7 через четвертый резистор 8 поступаетвходной сигнал Б положительной полярности, На инверсный вход, операционного усилителя 1 через второй резистор 3 и на прямой вход операционного усилителя 7 через пятый 9 и седьмой 10 резисторы подается положительное опорное напряжение. Таким образом, при отсутствии входного сигнала Б на входе компасратора 16 на выходе операционного усилителя 1, благодаря действию положительной обратной связи через восьмой резистор 4, устанавливается отрицательный уровень напряжения, а на выходе операционного усилителя 7 аналогично через девятый резистор 13 устанавливается положительный уровень напряжения и через шестой резистор 12 поступает на второй стабилитрон 11, с которого снимается фиксированное напряжение , . Напряжение Б, поступает на делитель на пряжения, состоящий из седьмого 10 и девятого 13 резисторов, который формирует добавочное напряжение ь 0и оно суммируется с опорным напряжением Б. Таким образом, уровенькомпарирования компаратора на операционном усилителе 7 становитсявыше уровня компарирования компаратора на операционном усилителе 1на величину дБ . Величина д 0выбирается исходя из требуемой помехоустойчивости устройства и устанавливается выбором седьмого 10 идевятого 13 резисторов делителя.Первый 14 и второй 15 П-триггерынаходятся в нулевом состоянии.В момент С когда входное напряжение Б (фиг. 2) достигает опорного уровня напряжения Бкомпаратора на операционном усилителе 1,он срабатывает и на его выходе появляется положительный уровень напряжения О, (фиг. 2)которое подаетсяна синхронизирующий вход триггера 14,перебрасывает его, и на выходе ком 2 б паратора появляется положительныйперепад напряжения (фиг. 2), Поло-,жительный уровень напряжения с выхода операционного усилителя 1через третий резистор 5 поступает ЗО снимается фиксированное напряжениеП и поступает: на делитель напряжения, состоящий из восьмого 4 ипервого 2 резисторов, который формирует добавочное напряжение ь 3к входному сигналу, равное по величине аП , Таким образом, в моментсовпадения уровней входного Б, иопорного П, сигналов происходит скачкообразное увеличение сигнала навеличину ьБ , что позволяет обеспечить необходимую помехоустойчивостькомпаратора (фиг. 2).В момент С совпадения уровней2входного Б, и опорного О, сигналов(опорный сигнал в данном случае равенО, + 60 ) на входах операционногоусилителя 7 на его выходе появляетсяотрицательное напряжение 0 (фиг. 2),поэтому опорный сигнал на его входтеперь поступает без добавочногонапряжения АБ,и уровня опорного напряжения на входах первого и второгооперационных усилителей 1 и 7 становятся равными. Во время спада импульса входного сигнала происходитповторное сравненне его с опорнымсигналом 11, . Вначале уровень входного сигнала 0 становится равнымеуровню опорного сигнала Б,на вто 1332258ром операционном усилителе 7. В этот момент 1 э на входе второго операционного усилителя 7 (фиг. 2) появляются положительный уровень напряжения и добавочное напряжение к опорному сигналу Б, на прямом входе второго операционного усилителя 7, что обеспечивает необходимую помехоустойчивость компаратораПоложительный уровень напряжения с выхода второго операционного усилителя 7 поступает на синхронизирующий вход второго триггера 15 и перебрасывает его. Это приводит к изменению состояния первого триггера 14, и на выходе компаратора возникает отрицательный перепад напряжения (фиг., 2,з) .В момент совпадения уровня входного напряжения (в данный момент времени входное напряжение равно 0+ ь 0, ) с уровнем опорного напряжения на входах первого операционного усилителя 1 (фиг. 2, с) на его выходе образуется отрицательный уровень напряженияи устраняется добавочное напряжение квходному сигналу на неинвертирующем входе операционного усилителя 1. Так как первый триггер 14 срабатывает попереднему фронту импульса, изменение напряжения на выходе первого операционного усилителя 1 в этот момент не влияет на состояние триггера 14. Таким образом происходит формирование прямоугольного выходного сигнала.Использование дополнительных элементов в компараторе выгодно отличает данное устройство от известного, так как компарирование входного импульсного сигнала происходит на одном и том же.уровне по переднему и заднему фронтам входного импульса, что увеличивает точность компарирования .В то же время компаратор обладает достаточной помехоустойчивостью, которую можно регулировать в зависимости от требуемых конкретных условий. Формула изобретения Компаратор, содержащий источник 5напряжения питания, первый операционный усилитель, соединенный прямым и инверсным входами и выходомс первыми выводами соответственнопервого, второго и третьего резисто ров, второй операционный усилитель,подключенный инверсным и прямымвходами и выходом к первым выводамсоответственно четвертого, пятогои шестого резисторов, и источник опор.15 ного. напряжения, соединенный выходомс первым выводом седьмого резистора,причем второй вывод первого резистора является входом компаратора, исоединен со вторым входом четвертогорезистора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностикомпаратора, в нем дополнительно установлены восьмой, девятый и десятыйрезисторы, первый и второй стабилит-.25 роны и первый и второй В-тригГеры,причем 0-вход первого Э-триггерасоединен с первым выводом десятогорезистора, С-вход - с выходом первогооперационного усилителя, К-вход - З 0 с инверсным выходом второго Р-триггера, а выход первого 0-триггераявляется выходом компаратора и соединен с П-входом и с К-входом второгоР-триггера, подключенного С-входом 35к выходу второго операционного усилителя, первый вывод восьмого резистора соединен с первым выводом первого резистора, а второй вывод - с вторым выводом третьего резистора и с 40 катодом первого стабилитрона, подключенного анодом к выходу источникаопорного напряжения, к аноду второгостабилитрона и к второму выводу второго резистора, первый вывод девятого 5 резистора соединен с вторыми выводами пятого и седьмого резисторов,а второй вывод - с вторым выводомшестого резистора и катодом второго стабилитрона, выход источника напря жения питания подключен к Второмувыводу десятого резистора.1332258 с" Г, Неф Соста а тор И. Ник к каз 3828/ВН ражен сно д. 4/ с иятие, г. Ужгород, ул. Проектная а ическ ственно ро ИИПИ Государс по делам из113035, Ж, М 863го комитета СССний и открытийРаушская наб. орректор С. Шекма