CS204173B1 - Zapojení elektronického komparátoru s nastavitelnou hysterezí - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení elektronického komparátoru s nastavitelnou hysterezí, sestávajícího z operačního zesilovače, odporů a diod, přičemž invertující vstup operačního zesilovače je spojen přes první odpor se zemí, přes druhý odpor s prvním vstupem komparátoru a přes třetí odpor s druhým vstupem komparátoru.

V současné době známé komparátory s operačními zesilovači, odpory a diodami umožňují nezávislé nastavení horní a dolní přepínací úrovně hysterezní charakteristiky.

Na diodách vznikají i v propustném směru úbytky napětí a tyto se přičítají k jednotlivým nastaveným přepínacím úrovním, a to tak, že horní mezní úroveň zvyšují a dolní mezní úroveň snižují. Proto neumožňují dosud známé komparátory nastavení hystereze s šířkou menší než dvojnásobek úbytku napětí na diodě v propustném směru.

Tento nedostatek je odstraněn zapojením elektronického komparátoru s nastavitelnou hysterezí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že neinvertující vstup operačního zesilovače je spojen přes čtvrtý odpor se zemí a přes pátý odpor s katodou první diody, s anodou druhé diody a anodou třetí diody, výstup operačního zesilo2 vače je spojen s prvním výstupem komparátoru a přes šestý odpor s katodou čtvrté diody, katodou páté diody a anodou první diody, přičemž anoda páté diody je spojena s druhým výstupem komparátoru, katoda druhé diody je spojena s třetím výstupem komparátoru a katoda třetí diody je spojena s anodou čtvrté diody.

Vyšší účinek proti dosavadnímu stavu techniky spočívá v tom, že úbytky napětí na diodách jsou kompenzovány. Další výhody spočívají v tom, že se dosahuje snadného a nezávislého nastavení mezí hystereze v širokém rozsahu.

Zapojení elektrického komparátoru s nastavitelnou hysterezí je znázorněno na přiloženém obrázku.

Napětí přivedené na první vstup komparátoru VI a druhý vstup komparátoru V2 se sčítá na odporovém děliči, tvořeném prvním odporem Rl, druhým odporem R2 a třetím odporem R3. Třetí odpor R3 je spojen se zemí Z, společný bod prvního odporu Rl, druhého odporu R2 a třetího odporu R3 je spojen s ínvertujícím vstupem 1 operačního zesilovače OZ. Napětí z výstupu 3 operačního zesilovače OZ se přivádí jednak na první výstup komparátoru VÝ1, jednak pres šestý odpor R6 a podle napětí na výstupu 3 buď přes první diodu Dl a

204 druhou diodu D2 na třetí výstup komparátoru VÝ3, nebo přes pátou diodu D5 na druhý výstup komparátoru VÝ2. Napětí z druhého výstupu VÝ2, resp. třetího výstupu VÝ3, přivádí se přes druhou diodu D2, resp. sériovou kombinaci, tvořenou třetí diodou D3, čtvrtou diodou D4 a pátou diodou D5, na odporový dělič, tvořený čtvrtým odporem R4 a pátým odporem R5.

Čtvrtý odpor R4 je spojen se zemí Z, společný bod čtvrtého odporu R4 a pátého odporu R5 je spojen s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače OZ.

Jestliže je operační zesilovač OZ překlopen tak, že na jeho výstupu 3 je kladné napětí, je na děliči tvořeném čtvrtým odporem R4 a pátým odporem R5 napětí třetího výstupu komparátoru VÝ3, zvětšené o úbytek napětí v propustném směru na druhé diodě 02. Jestliže je operační zesilovač OZ překlopen tak, že na jeho výstupu 3 je záporné napětí, je na děliči, tvořeném čtvrtým odporem R4 a pátým odporem R5 napětí druhého výstupu komparátoru VÝ2, ke kterému se přičítají úbytky napětí v propustném směru na třetí diodě D3 a čtvrté diodě D4 a od něhož se odečítá úbytek napětí v propustném směru na páté diodě 05. Je tedy při kladném i záporném napětí na výstupu operačního zesilovače OZ napětí druhého výstupu komparátoru VÝ2, respektive třetího výstupu komparátoru VÝ3, zvětšené vždy pouze o napětí, odpovídající velikosti úbytku napětí na jedné diodě v propustném směru.

Překlápěcí úrovně, nastavené na druhém výstupu VY2 a třetím výstupu VÝ3 komparátoru jsou pouze o tento úbytek napětí posunuty ve stejném směru, což umožňuje nastavit libovolnou šířku hystereze. S výhodou mohou být druhý výstup VÝ2 a třetí výstup VÝ3 komparátoru připojeny k odporovému děliči, tvořenému sériovou kombinací sedmého odporu R7, osmého odporu R8 a devátého odporu R9, přičemž sedmý odpor R7 je spojen se zemí Z a devátý odpor R9 je spojen se zdrojem napětí —U. Druhý výstup VÝ2 je spojen se společným bodem sedmého odporu R7 a osmého odporu R8 a třetí výstup VÝ3 je spojen se společným bodem osmého odporu R8 a devátého odporu R9.

Zapojení je vhodné pro nejrůznější aplikace v měřicí a řídicí technice, je možno je realizovat z diskrétních součástek nebo hybridní neboli monolitickou technologií.

První vstup VI a druhý vstup V2 komparátoru je možno použít k sečítávání komparovaných vstupních signálů nebo prostě k posunutí charakteristiky komparátoru, případně je možno počet vstupů libovolně rozšířit. Druhý výstup VÝ2 a třetí výstup VÝ3 komparátoru je možno připojit buď výše popsaným způsobem k odporovému děliči, anebo na libovolná vnější řídicí napětí, určující tím komparační úrovně. Přitom jsou oba tyto výstupy navzájem záměnné. Celé zapojení může být realizováno s opačnou polaritou všech diod.

Claims (2)

1. pRedmEt

   1. Zapojení elektronického komparátoru s nastavitelnou hysterezí, sestávajícího z operačního zesilovače, odporů a diod, přičemž invertující vstup operačního zesilovače je spojen přes první odpor se zemí, přes druhý odpor s prvním vstupem komparátoru a přes třetí odpor s druhým vstupem komparátoru, vyznačené tím, že nelnvertující vstup (2) operačního zesilovače (OZ) je spojen přes čtvrtý odpor (R4) se zemí (Z) a přes pátý odpor (R5) s katodou první diody (Dl), s anodou druhé diody (D2J a anodou třetí diody (D3), výstup (3) operačního zesilovače (OZ) je spojen s prvním výstupem komparátoru (VÝ1) a přes šestý odpor (R6) s katodou čtvrté diody (D4), katodou páté vynalezu diody (D5) a anodou první diody (Dl), přičemž anoda páté diody (D5) je spojena s druhým výstupem komparátoru (VÝ2), katoda druhé diody (D2) je spojena s třetím výstupem komparátoru (VÝ3) a katoda třetí diody (D3 j je spojena s anodou čtvrté diody (D4).
2. 2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že druhý výstup komparátoru (VÝ2) je spojen přes sedmý odpor (R7) se zemí (Z) a přes osmý odpor (R8) s třetím výstupem komparátoru (VÝ3), přičemž třetí výstup komparátoru (VÝ3) je spojen přes devátý odpor (R9J se zdrojem záporného napětí (-U).