CS203408B1 - Komparátor s proměnnou Siysieresí - Google Patents

Description

Vynález se týká napěťového komparátoru s operačním zesilovačem a řeší problém zavedení hysterese se zanedbatelným vlivem na komparační úroveň, přičemž tuto hysteresi lze měnit. Napěťové komparátory se používají k třídění signálů do hladin podle jejich velikosti, eventuálně jejich výstupní signál může sloužit jako rozhodovací signál v logických obvodech.

U dosud používaných napěťových komparátorů s operačním zesilovačem se řeší zavedení hysterese pomocí kladné odporové zpětné vazby. Zavedením této zpětné vazby nebo při změnách jejího stupně velikosti odporu se mění sice hysterese, ale současně i komparační úroveň, což je nevýhodné.

Tato nevýhoda se uplatní zvláště v těch případech, kdy je nutno provádět změnu komparační úrovně či hysterese eventuálně obou veličin a v zařízení je užito více těchto koirťparátorů. Vzájemná závislost nastavení obou veličin znamená několikanásobné opakování nastavování.

Tento nedostatek je odstraněn v kornparátoru podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje stabilizátor s nastavitelným výstupním napětím, sestávající z diody, spojené na jedné straně s Zenerovou diodou a potenciometrem a na druhé straně s odpo2 rem, který je připojen na výstup operačního zesilovače.

Zařízení podle vynálezu je zobrazeno; na výkrese, kde obr. 1 představuje stávající známé provedení komparátoru se zavedenou hysterezí, obr. 2 znázorňuje graficky činnost komparátorů s hysterezí v závislosti výstupního napětí na vstupním napětí všeobecně a obr. 3 ukazuje-komparátor podle vynálezu.

Komparátor obsahuje svorku 1 pro přívod vstupního napětí Ui, svorku 2 pro přívod referenčního napětí Ú_ref spojené přes odpory 7 se vstupy operačního zesilovače 12. Výstupní napětí komparátoru vůči společné svorce 6 se odebírá ze svorky 3 s paralelně připojenou omezovači diodou 15 spojené pres ochranný odpor 13 s výstupem operačního zesilovače 12. Tento výstup je spojen přes odpor 14 diodou 11 na Zenerovu diodu 10, k níž je paralelně připojen potenciometr 9. Napětí z běžce potenciometru 9 je přes odpor 8 zavedeno na neinvertující vstup operačního zesilovače 12. Kladné napájecí napětí se přivádí do operačního zesilovače 12 svorkou 4 a záporné napětí svorkou 5.

Výhodou vynálezu je, že účinek kladné zpětné vazby zavedené odporem 8 se projeví až po překlopení komparátoru a není tedy -ovlivněna komparační úroveň. Toho je dosaženo zavedením zpětné vazby odporem 8 již z výstupu operačního zesilovače 12, avšak přes oddělovací diodu 11. Její vhodná polarizace zajistí, že zpětná vazba se projeví teprve po překročení komparační úrovně. Zeneno-va dioda 10 a odpor 14 spolu -s potenciometrem 3 slouží ke stabilizaci účinku a nastavení velikosti zpětné vazby a tím hysterese U_H dio činnosti komparátoru. Nastavení hysterese U_H je plynulé od nulové hodnoty až do velikosti dané hodnotami odporů 8, 7 a Zenerovým napětím diody 10.

Činnost komparátoru s hysteresí ozřejmuje obr. 2. Překročí-li vstupní napětí komparátoru Ui komparační úroveň Ui_A, dojde ke skokové změně, např. překlopení jeho výstupního napětí Uz z hodnoty Uz_max na Uzmi-j. Ke zpětné změně však -dojde až tehdy, klesne-li vstupní napětí Ui pod hodnotu Ui_B, která je o hodnotu U_H — hysteresí menší než Ui_A.

Provedením komparátoru podle vynálezu se vylučuje vzájemné ovlivňování při nastavování komparační úrovně a velikosti hysterese. Nastavení hysterese je plynulé a hysteresní účinek je stabilizován.

U původního známého zapojení (obr. 1) je komparační úroveň

Hysterese jé tedy:

U« Ul_A Ul_B UZfnax

Ri

Ri + Rz (4)

Při změně hysterese změnou odpioru 8 (Rz) na obr. 1 mění se nejen hysterese, ale jak ukazuje rovnice (1) i komparační úroveň Ui_A.

Komparátor podle vynálezu má pří vhodné volbě hodnoty odporů prvků 7, 8, 9 hodnotu komparační úrovně:

Ui_A — U_ref

Rz rFTřž' (5)

Zpět překlápí při úrovni vstupního napětí:

UlB — Uref

Rz

Ri -I- Rz

U_D . K

Ri

Ri + R+ (6)

Ul_A — U_reí ·

RzRi -i- Rs

HZmax

Ri

Ri + Rs (1)

Po překlopení komparátoru po převýšení Ui_A a opětném zmenšování Ui překlopí komparátor zpět při

UlB — U_rt.£

Rz , Ri

Ri +^! Rz ⁺ ' Ri + Rz (2)

Pro malá Uz_mi, a velká R2, což je splněno, platí

TT _ TT ^Ríí

Uls — Ureí

Ri + Rz

Í3j pSedmet

Komparátor s proměnnou hysteresí s nezávislým nastavením velikosti hysterese a referenční úrovně napětí, sestávající z operačního zesiltovače a odporu tvořícího! kladnou zpětnou vazbu Umožňující hysteresí vyznačený tím, že obsahuje stabilizátor s nakde k = 0 -i- 1 dle polohy jezdce potenciometru 9 a U_D je napětí na Zenerově diodě 10. Hysterese je tedy: '

U_H — Ui_A — UlB — Ud . k .

Ri

Ri +1 Rz (7)

Změna hysterese se provádí změnou polohy jezdce potenciometru 9, což v rovnici (7) representuje konstanta k měnící se v rozsahu 0 1. Vliv změny polohy jezdce potenciometru 9 na komparační .úroveň je při vhodném poměru velikosti odporů 8 a 9 zanedbatelný.

Komparátor podle vynálezu lze použít ve všech elektronických obvodech, kde při rozlišování úrovně napětí je vhodné zavést hyste-resi definované velikosti, např. pro vyloučení vlivu superponovaných rušivých či neužitečných signálů.

VYNÁLEZU

Claims (1)

1. VYNÁLEZU ^z stavitelným výstupním napětím, sestávající z diody (11), spojené na jedné straně se Zenerovou diodou (10) a¹ potenciometrem. (9) a na druhé straně s odporem (14), který je připojen na výstup operačního- zesilovače (12).

   1 list výkresů

   Severografia, a. p., závod 7, Most