SU1335924A1

SU1335924A1 - Regenerator comparator

Info

Publication number: SU1335924A1
Application number: SU864062025A
Authority: SU
Inventors: Нина Ивановна Антонова; Сергей Олегович Килимов; Константин Александрович Куликов; Евгений Алексеевич Смирнов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4152
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1987-09-07

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике, приборостроению и средствам автоматики, может быть использовано дл логического сравнени величин медленно измен ющихс сигналов и может быть применено в качестве компаратора, одновибратора и нуль- органа. Целью изобретени вл етс повышение точности устройства. Указанна цель достигаетс за счет того , что в нем вместо жесткой положительной обратной св зи используетс гибка положительна обратна св зь. Благодар этому переходна характеристика устройства в стационарном режиме не имеет гистерезиса. 1 ил. $ со 00 ел со N5 4The invention relates to computing, instrumentation and automation, can be used for a logical comparison of the values of slowly varying signals and can be used as a comparator, single-oscillator and zero-organ. The aim of the invention is to improve the accuracy of the device. This goal is achieved due to the fact that in it, instead of rigid positive feedback, flexible feedback is used. Due to this transient characteristic of the device in a stationary mode has no hysteresis. 1 il. $ from 00 ate with N5 4

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике, приборостроению и средствам автоматики и может быть использовано дл логического сравнени величин медленно измен югдихс сигналов.The invention relates to computing, instrumentation and automation, and can be used for a logical comparison of the values of slowly changing the Jugdix signals.

Цель.изобретени - повьппение точности компаратора.The purpose of the invention is the accuracy of the comparator.

На чертеже приведена принципиальна электрическа схема компаратора.The drawing shows a circuit diagram of a comparator.

Предлагаемый компаратор содержит операционный усилитель 1, второй и третий резисторы 2 и 3, ключ 4, четвертый и первый резисторы 5 и 6, конденсатор 7, п тый резистор 8, общую шину 9, вход 10 и выход 11, источник 12 напр жени питани , источник 13 опорного напр жени (Е„ - величина напр жени питани ). ,The proposed comparator contains operational amplifier 1, second and third resistors 2 and 3, switch 4, fourth and first resistors 5 and 6, capacitor 7, fifth resistor 8, common bus 9, input 10 and output 11, power supply source 12, reference source 13 (E "is the magnitude of the supply voltage). ,

Первый резистор 6 выполн ет функции балластного элемента и имеет сопротивление R(f, второй резистор 2 вьшолн ет функции масштабирующего элемента и имеет сопротивление RM, третий резистор 3 выполн ет функции входного элемента и имеет сопротивление Rg, четвертый резистор 5 выполн ет функции нагрузочного элемента и имеет сопротивление Rg, п тый резистор выполн ет функции элем.ента смещени и имеет сопротивление R,The first resistor 6 performs the functions of a ballast element and has a resistance R (f, the second resistor 2 performs the functions of a scaling element and has a resistance RM, the third resistor 3 performs the functions of an input element and has a resistance Rg, the fourth resistor 5 performs the functions of a load element and has a resistance Rg, the fifth resistor functions as a bias element and has a resistance R,

В качестве источника опорного напр жение может быть использован любой источник входного сигнала, т.е опорный вход компаратора может выполн ть функции второго информационного входа.As the source of the reference voltage, any input source can be used, i.e. the reference input of the comparator can function as the second information input.

В состав операционного усилител 1 включен выходной согласующий резистор св зи с ключом 4.The output amplifier is connected to the key 4 in the operational amplifier 1.

Ключ 4 представл ет собой бипол рный транзистор, база, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выводами ключа 4.Key 4 is a bipolar transistor whose base, emitter and collector are connected to the first, second and third pins of key 4, respectively.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Если положительное напр жение на входе 10 компаратора превышает опорное напр жение на выходе источника 13 опорного напр жени , то выходное напр жение операционного усилител 1 имеет положительньм знак, и ключ 4 вследствие действи выходного напр жени операционного усилител 1 и напр жени смещени , поступающего на первый вывод ключа 4 через п тыйIf the positive voltage at the input 10 of the comparator exceeds the reference voltage at the output of the source 13 of the reference voltage, then the output voltage of the operational amplifier 1 has a positive sign, and the key 4 due to the action of the output voltage of the operational amplifier 1 and the bias voltage supplied to the first key 4 through fifth

резистор 8, открыт и напр жение на его третьем выводе равно нулю.the resistor 8 is open and the voltage at its third output is zero.

Зар д конденсатора 7 также равен нулю. Когда медленно измен ющеес напр жение на входе 10 компаратора достигнет величины выходного напр жени источника 13 опорного напр жени ,The charge of the capacitor 7 is also zero. When a slowly varying voltage at the input 10 of the comparator reaches the value of the output voltage of the source 13 of the reference voltage,

то выходное напр жение операционного- усилител 1 начнет мен ть знак с плюса на минус, в результате чего ключ 4 начнет закрыватьс и положительное напр жение на его третьем выводе начнет возрастать. Конденсатор 7 через первый резистор 6 начнет зар жатьс , подава на инвертирующий вход операционного усилител 1 положительное напр жение с выхода компаратора,then the output voltage of the op-amp 1 will begin to change sign from plus to minus, with the result that key 4 will start to close and the positive voltage on its third pin will start to increase. The capacitor 7 through the first resistor 6 will begin to charge, applying to the inverting input of the operational amplifier 1 a positive voltage from the output of the comparator,

т.е. действует положительна гибка обратна св зь. Следовательно, в мо - мент переключени компаратор работает в регенераторном режиме, что обеспечивает высокое быстродействие приthose. positive feedback feedback is valid. Consequently, at the moment of switching, the comparator operates in the regenerative mode, which ensures high speed at

переключении и крутой передний фронт выходного сигнала компаратора, а также отсутствие паразитных импульсных сигналов, свойственных обычному компаратору в моменты переключени приswitching and a sharp leading edge of the comparator output signal, as well as the absence of spurious pulse signals, typical of a conventional comparator at the moments of switching when

медленном изменении входного напр же- жени .slow change of input voltage.

После окончани процесса включени компаратора сигнал положительнойAfter the process of turning on the comparator is completed, the signal

обратной св ;зи существует еще некоторое врем , определ емое посто нной времени RC-цепи, состо щей из. конденсатора 7, четвертого резистора 3 и второго резистора 2. После окончани feedback; there is still some time determined by the time constant of an RC circuit consisting of. the capacitor 7, the fourth resistor 3 and the second resistor 2. After the end

зар да конденсатора 7 цепь положительной обратной св зи прерываетс , и при последующем уменьшении величины напр жени на входе 10 компаратора его отключение произойдет вновьThe charge of the capacitor 7 is interrupted by a positive feedback circuit, and with a subsequent decrease in the voltage value at the input 10 of the comparator, it is switched off again

точно при равенстве входного и опорного напр жений, В этот момент начнет уменьшатьс запирающее ключ 4 выходное напр жение операционного усилител 1. При этом начнет падать положительноеexactly when the input and reference voltages are equal, At this moment the locking key 4 begins to decrease the output voltage of the operational amplifier 1. At the same time, the positive

напр жение на третьем выводе ключа 4, вследствие чего конденсатор 7 начнет разр жатьс через открываемьй ключ 4, причем к инвертирующему входу операционного усилител 1 прикладываетс the voltage on the third pin of the switch 4, as a result of which the capacitor 7 will begin to discharge through the open switch 4, and the inverting input of the operational amplifier 1 is applied

отрицательное напр жение, которое способствует еще большему открыванию ключа 4, т.е. оп ть начинает действовать положительна обратна св зь. При этом вновь обеспечиваетс высока крутизна заднего фронта и отсутствие сигнала помехи.a negative voltage, which contributes to the even greater opening of the key 4, i.e. positive feedback begins to take effect again. This again ensures a high steepness of the trailing edge and the absence of an interference signal.

Таким образом, предлагаемый компаратор по сравнению с известным позвол ет повысить точность сравнени . двух медленно мен ющихс напр жений путем исключени гистерезиса переходной характеристики компаратора Б стационарном режиме. При этом сохран етс высокое качество выходного сигнала, формируемого компаратором, и отсутствуют сигналы помех в моменты переключени .Thus, the proposed comparator, in comparison with the known, allows to increase the accuracy of the comparison. two slowly varying voltages by eliminating the hysteresis of the transient response of the comparator B to a steady state. At the same time, the quality of the output signal generated by the comparator is preserved and there are no interference signals at the moments of switching.

Действительно, вследствие того, что исключено вли ние гистерезиса переходной характеристики данного компаратора на точность его работы, глубина положительной обратной св зи может быть сделана значительно большей , чем в обычном регенераторномIndeed, due to the fact that the hysteresis of the transition characteristic of a comparator on the accuracy of its operation is excluded, the depth of the positive feedback can be made much greater than in a conventional regenerator

компараторе. Поэтому и фронты импульсов выходного напр жени получаютс круче даже при самых медленных изменени х входного напр жени .25comparator Therefore, the edges of the output voltage pulses are steeper even with the slowest change in input voltage .25

Указанное техническое преимущество достигаетс тем, что сигнал положительной обратной св зи включает конденсатор 7, благодар чему вли ниеThis technical advantage is achieved by the fact that the positive feedback signal includes a capacitor 7, due to which the influence

20 20

положительной обратной св зи про вл - gg соединенный инвертирующим входом сpositive feedback pro - gg connected by an inverting input with

етс только в переходных режимах, а в стационарном режиме отсутствует. Кроме того, данный компаратор обладает дополнительными функциональными возможност ми, потому что может работать в режиме одновибратора. Действительно , пусть входное и опорное напр жени равны нулю. Тогда под действием сигнала смещени , поступающего на первый вывод ключа 4 через п тый резистор 8, ключ 4 открыт. При подаче на вход 10 компаратора кратковременного положительного импульса ключ 4 запретс и конденсатор 7 начнет зар жатьс , удержива компаратор денсатор, соединенный первой обкладво включенном состо нии до окончани зар да, после чего ключ 4 начнет открыватьс и конденсатор 7 будет разр жатьс , обеспечива крутой задний фронт выходного импульса.It is only in transient modes, and in stationary mode is absent. In addition, this comparator has additional functionality, because it can operate in the one-shot mode. Indeed, let the input and reference voltages be zero. Then, due to the bias signal applied to the first pin of the key 4 through the fifth resistor 8, the key 4 is open. When a short-term positive pulse is applied to the input 10 of the comparator, key 4 is prohibited and the capacitor 7 will start charging while holding the comparator the capacitor connected to the first closed state until the charge ends, after which the key 4 will start to open and the capacitor 7 will be discharged, providing a steep rear front of the output pulse.

Подобным образом обеспечиваетс задержка отключени компаратора, если в процессе сравнени двух напр жений после достижени равенства быстро исчезает напр жение на входе 10 компаратора, например при работе компаратора совместно с интегратором в составе генератораSimilarly, the comparator is turned off by a delay if, in the process of comparing two voltages, after reaching equality, the voltage at the comparator input 10 quickly disappears, for example, when the comparator operates together with the integrator in the generator

5050

5555

кои с первым выводом второго резистора , а второй обкладкой - с первым выводом первого резистора, второй вывод которого вл етс выходом компаратора и подключен к первому выводу четвертого резистора, соединенного вторым выводом с выходом источника напр жени питани , второй вывод п того резистора подключен к выходу операционного усилител , а выход источника опорного напр жени соединен с вторым выводом второго резистора.Koi with the first output of the second resistor, and the second plate with the first output of the first resistor, the second output of which is the output of the comparator and connected to the first output of the fourth resistor connected by the second output to the output of the supply voltage source, the second output of the fifth resistor is connected to the output the op amp, and the output of the voltage source is connected to the second output of the second resistor.

пилообразного напр жени . В этом случае обычный компаратор не может обеспечить полного сброса ин- тегратора в момент достижени пилообразным напр жением максимума.sawtooth voltage. In this case, a conventional comparator cannot provide a complete reset of the integrator when the sawtooth voltage reaches its maximum.

Следует отметить также, что вве- дение п того резистора 8 в состав It should also be noted that the introduction of the fifth resistor 8 into the

компаратора обеспечивает возможность его работы в режиме нуль-органа, так как напр жение смещени , открыва ключ 4, дает возможность устройству работать при нулевом опорном напр жении ,the comparator provides the possibility of its operation in the null-organ mode, since the bias voltage, by opening the key 4, allows the device to operate with a zero reference voltage,

.Указанные преимущества устройства позвол ют существенно повысить технические характеристики аппаратуры, использующей данный компаратор, чтоThese advantages of the device can significantly improve the technical characteristics of the equipment using this comparator, which

предопредел ет широкие.возможности его использовани в данной области техники.predetermines wide possibilities of its use in the field of technology.

Claims

Invention Formula

A regenerative comparator containing a voltage supply, a reference voltage source, a first resistor, and an operational amplifier.

five

0

the first output of the second resistor, the non-inverting input - with the first output of the third resistor, and the output - with the first output of the key connected by the second output to the common comparator bar, and the third output - to the first output of the fourth resistor connected by the second output to the first output of the fifth resistor, the second terminal of the third resistor is an information input of the comparator, characterized in that, in order to improve the accuracy, it additionally has a terminal.

five

Koi with the first output of the second resistor, and the second plate with the first output of the first resistor, the second output of which is the output of the comparator and connected to the first output of the fourth resistor connected by the second output to the output of the supply voltage source, the second output of the fifth resistor is connected to the output the op amp, and the output of the voltage source is connected to the second output of the second resistor.

Editor S.Pekar

Compiled by T.Nefedova

Tehred V. Kadar Proofreader L. Bezkid

Order 4045/40 .. Circulation 863 Subscription

VNIIGSH. USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

U d