SU1370758A1 - Компаратор тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импулы..- ной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей Цель изобретени  - уменьшение времени восстановлени  компаратора тока после перегрузки - достигаетс  за счет обеспечени  возможности быстрого разр да емкости, шунтирующей аналоговый вход устройства , а также за счет подавлени  шумов и паразитных автоколебаний во входной цепи при малом входном сигнале. KqfinapaTop содержит преобразователь 1 тока в напр жение, входную шину 3 стробировани , выходную шину 4, шину 9 аналогового сигнала, диоды 10 и 11, дифференциальный усилитель 12 с парафазным выходом по току, полевые транзисторы 15 и 16, источники 1 9 и 20 напр жени , ключи 21 и 22. Малое врем  восстановлени  достигаетс  синхронным переключением ограничител  тока на туннельных диодах 5-8 с ключом на диодах 13, 14, 17, 18. Низкий уровень шума обеспечиваетс  разв зкой усилител  12 по входу и выходу от сигнальной цепи устройства . 1 ил. $ (Л

Description

00

vj

СП

эо

11370758

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей ,

Целью изобретени   вл етс  уменьшение времени восстановлени  компаратора тока после перегрузки за счет обеспечени  возможности быстрого

дифференциального усилител  12, при этом управл ющие входы ключей подсоединены непосредственно к входной шине 3 стробировани ,

Устройство работает следующим образом .

Когда на входной шине 3 стробировани  устройства присутствует высо

разр да емкости, шунтирующей аналого-Ю кий логический уровень, то источни- вый вход устройства, одновременно ки 19 и 20 напр жений отключены клю- с отключением тока от входа преобразовател  тока в напр жение во врем  перегрузки, а также возможности почами 21 и 22 (нормально замкнутыми) от туннельных диодов 5-8, а информаци  с выхода преобразовател  1 тока

давлени  шумов и паразитных автоколе-15 в напр жение передаетс  через триг

баний во входной цепи при малом входном сигнале.

На чертеже представлена структурна  схема компаратора тока.

Компаратор тока содержит преобразователь 1 тока в напр жение, выход которого подключен к информационному входу триггера 2, соединенного входом синхронизацией и выходом соот- ветственно к входной шине 3 стробировани  и выходной шине 4, четыре туннельных диода 5-8, соединенных между собой по мостовой схеме, один вывод первой диагонали мостовой схемы подключен к входу преобразоват -.  1 тока в напр жение, второй вывод - с шиной 9 аналогового сигнала, подсодиненной через встречно-параллельно включенные первый и второй диоды 10 и 11 к ббщей шине, а выводы второй диагонали подключены к входам дифференциального усилител  12 с па- рафазным выходом по току, пр мой выход которого подключен к анодам третьего и четвертого диодов 13 и 14 стоку первого 15 и затвору второго 16 полевых транзисторов,инвернсный выход - к катодам п того и шестого диодов 17 и 18, стоку второго 16 и затвору первого 15 полевых транзисторов , причем катод третьего и анод п того диодов 13 и 17, катод первого 5 и анод третьего 7 туннельных диодов подключены к шине 9 аналогового сигнала, при этом катод четвертого 14 и анод шестого 18 диодов подключены к истокам обоих полевых транзисторов 15 и 16 и общей шине, в первый и второй источники 19 и 20 напр жени  подсоединены соответственно через первый и второй ключи 21 и 22 к неинвертирующему и инвертирующему входам

кий логический уровень, то источни- ки 19 и 20 напр жений отключены клю-

чами 21 и 22 (нормально замкнутыми) от туннельных диодов 5-8, а информаци  с выхода преобразовател  1 тока

0

5

0

5

0

0

5

гер 2 на выходную шину устройства 4 и устройство работает в асинхронном режиме.

Если напр жение на входной шине 1 аналогового сигнала невелико, то рабочие точки туннельных диодов 5-8 наход тс  на первых восход щих ветв х из вольтамперных характеристик (ВАХ), дифференциальное сопротивление туннельных диодов невелико, весь ток с входной шины 1 аналогового сигнала поступает на вход преобразовател  1 тока в напр жение. В силу близости параметров туннельных дио- дов 5-8 мост сбалансирован, и дифференциальное напр жение между входами дифференциального усилител  12 близко к нулю.При этом близки к нулю и выходные токи дифференциального усилител  12. Полевые транзисторы 15 и 16 открыты и замыкают выходы усилител  12 на общую шину устройства , предотвраща  проникновение шумов и пульсаций из выходной цепи усилител  12 во входную цепь устройства через емкости запертых диодов

13 и 17.

I

По мере увеличени  напр жени  на входной шине 9 аналогового сигнала рабочие точки туннельных диодов 5 и 8 (или 6 и 7 в зависимости от пол рности входного сигнала) переход т, в область падающего участка ВАХ и далее скачком - в область впадины ВАХ. При этом входной ток преобразовател  1 тока в напр жение резко уменьшитс  (до значени  тока впадины ВАХ туннельного диода) и перегрузка преобразовател  1 тока в напр жение предотвращаетс . Одновременно за счет скачкообразной разбалансиров- ки моста между входами усилител  12 по вл етс  сигнал перегрузки, причем более положительный потенциал сигнала перегрузки прикладыпаетс  к неинвертирующему входу усилител  12 не зависимо от знака напр жени  на вход ной шине 9 аналогового сигнала.

Входные токи усилител  12 отпирают диоды 13, 14, 17, 18, причем запирающиес  транзисторы 15 и 16 ускор ют этот процесс. Мост диодов 13, 14, 17, 18 быстро разр жает выходную емкость источника сигнала, подключенного к входной шине 9 аналогового сигнала, обеспечива  устройству малое врем  восстановлени .

Когда в процессе восстановлени  после перегрузки напр жение на входной шине 9 аналогового сигнала падает примерно до удвоенного напр жени  пика ВАХ туннельного диода, рабочие точки туннельных диодов 5 и 8 (или 6 и 7) переход т в область первой восход щей ветви ВАХ, мост туннельных диодов 5-8 подключает вход преобразовател  1 к входной шине 9 аналогового сигнала и одновременно балансируетс . При этом исчезает входное напр жение усилител  12, падают его выходные токи и начиают запиратьс  диоды 13, 14, 17, 18. Процесс запирани  ускор етс  открывающимис  транзисторами 15 и 16, что способствует уменьшению зар да переключени  и предотвращает автоколебательные процессы. Окончательное восстановление устройства происходит по мере экспоненциального разр да входной емкости через входное сопротивление преобразовател  1 и диф-, ференциальное сопротивление моста туннельных диодов 5-8.

При поступлении сигнала низкого логического уровн  на входную шину 3 стробировани  устройства ключи 21 и 22 замыкаютс , а напр жени  от источников 19 и 20 запирают мост туннельных диодов 5-8, перевод  рабочие точки всех четырех туннельных диодов 5-8 в область впадины ВАХ. При этом входной ток преобразовател  1 почти прекращаетс , а триггер 2 фиксирует входной сигнал преобразовател  1 в предыдущий момент времени. Одновременно открываютс  диоды 13,14,17,18. При значительных перегрузках устройства в действие вступают дополнительные ограничительные диоды 10 и 1 1 .

Таким образом, в предлагаемом компараторе тока малое врем  восста0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

новлени  достигаетс  синхронным переключением ограничител  тока на туннельных диодах 5-8 с корот щим ключом на диодах 13, 14, 17, 18, причем низкий уровень шума при малом напр жении на входной шине 9 аналогового сигнала обусловлен разв зкой усилител  12 по входу и выходу от сигнальной цепи устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Компаратор тока, содержаш 1Й триггер , первый и второй диоды, включенные встречно-параллельно между шиной аналогового сигнала и общей шиной устройства,преобразователь тока в напр жение, выход которого соединен с информационным входом триггера , вход синхронизации и выход которого подключены соответственно к входной шине стробировани  и выходной шине устройства, отличающий- с   тем, что, с целью уменьшени  времени восстановлени  устройства после перегрузки, в него введены соединенные по мостовым схемам четыре тyf нeльныx диода, четыре диода, первый полевой транзистор с каналом п- типа, второй полевой транзистор с каналом р-типа, два ключа, два источника напр жени , дифференциальный усилитель с парафазным выходом по току, неинвертирующий вход которого подключен к анодам первого и второго туннельных диодов, инвертирующий вход - к катодам третьего и четвертого туннельных диодов, пр мой выход - к анодам третьего и четвертого диодов, стоку первого и затвору второго полевых транзисторов, инверсный выход - к катодам п того и шестого диодов, стоку второго и затвору первого полевых транзисторов, причем катод третьего и анод п того диодов, катод первого и анод третьего туннельных диодов подключены к шине аналогового сигнала, катод второго и анод четвертого туннельных диодов соединены с входом преобразовател  тока в напр жение, катод четвертого и анод шестого диодов подключены к истокам обоих полевых транзисторов и общей шине устройства , а первый и второй источники напр жени  подсоединены соответственно через первый и второй ключи к неинвертирующим и инвертирующим вхо513707586

   дам дифференциального усилител , при- динены к входной шине строби чем управл ющие входы ключей подсое- ровани .