SU1679615A1 - Comparator - Google Patents
Comparator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1679615A1 SU1679615A1 SU884608677A SU4608677A SU1679615A1 SU 1679615 A1 SU1679615 A1 SU 1679615A1 SU 884608677 A SU884608677 A SU 884608677A SU 4608677 A SU4608677 A SU 4608677A SU 1679615 A1 SU1679615 A1 SU 1679615A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- stage
- transistors
- comparator
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в аналого-цифровых преобразователях, имеющих высокую разрешающую способность. Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления и быстродействия. Компаратор содержит входной дифференциальный каскадThe invention relates to radio engineering and is intended for use in analog-to-digital converters with high resolution. The purpose of the invention is to increase the gain and speed. The comparator contains an input differential cascade
1, промежуточный дифференциальный каскад 2, выполненный на транзисторах 3 и 4, первую цепь сдвига уровня 9 и выходной ключевой каскад 12. Цель достигается введением генератора 5 тока, первого 6 и второго 7 повторителей напряжения, дополнительного усилительного каскада 8, второй цепи сдвига уровня 10, повторителя тока 11. Использование каскада 8 на транзисторах с общей базой позволяет обеспечивать наилучшие частотные свойства каскада 2 и всего компаратора в целом, что повышает быстродействие. Устройство по п. 2 формулы отличается включением между выходами первого 6 и второго 7 повторителей напряжения и базами второго 3 и первого 4 транзисторов промежуточного дифференциального каскада 2 первого и второго резисторов соответственно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.1, intermediate differential cascade 2 performed on transistors 3 and 4, the first level shift circuit 9 and the output key stage 12. The goal is achieved by introducing a current generator 5, the first 6 and second 7 voltage repeaters, an additional amplifier stage 8, the second level shifting circuit 10 , current repeater 11. The use of cascade 8 on transistors with a common base allows you to provide the best frequency properties of cascade 2 and the comparator as a whole, which improves speed. The device according to claim 2 of the formula is distinguished by switching between the outputs of the first 6 and second 7 voltage followers and the bases of the second 3 and first 4 transistors of the intermediate differential stage 2 of the first and second resistors, respectively. 1 hp f-ly, 1 ill.
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в аналого-цифровых преобразователях, имеющих высокую разрешающую способность.The invention relates to radio engineering and is intended for use in analog-to-digital converters with high resolution.
Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления и быстродействия.The purpose of the invention is to increase the gain and speed.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема компаратора.The drawing shows an electrical schematic diagram of the comparator.
Компаратор содержит входной дифференциальный каскад 1, промежуточный дифференциальный каскад 2, выполненный на транзисторах 3 и 4, генератор тока 5, первый 6 и второй 7 повторители напряжения, дополнительный усилительный каскад 8, первую 9 и вторую 10 цепи сдвига уровня, повторитель тока 11 и выходной ключевой каскад 12.The comparator contains an input differential stage 1, an intermediate differential stage 2 performed on transistors 3 and 4, a current generator 5, the first 6 and second 7 voltage followers, an additional amplifier stage 8, the first 9 and second 10 level shift circuits, a current follower 11 and the output key stage 12.
Компаратор работает следующим образом.The comparator works as follows.
Допустим, что между входами входного дифференциального каскада 1 включен источник дифференциального сиг нала плюсовой клеммой к верхней по схеме входной клемме компаратора. При этом дифференциальное напряжение, приложенное к входам промежуточного дифференциального каскада 2, составляет 2 Δυ. Допустим, что это напряжение мало по сравнению с линейным участком передаточной характеристики промежуточного дифференциального каскада 2. Тогда коллекторные токи транзисторов 3 и 4 изменяются соответственно на величинуSuppose that between the inputs of the input differential stage 1, the source of the differential signal is connected to the positive terminal to the upper one of the comparator input terminal. In this case, the differential voltage applied to the inputs of the intermediate differential stage 2 is 2 Δυ. Suppose that this voltage is small compared with the linear portion of the transfer characteristic of the intermediate differential stage 2. Then the collector currents of transistors 3 and 4 change accordingly by
+ Δυ ·ς+ Δυ ·
1679615 А11679615 A1
33
16796151679615
4four
-Δυ ·ς-Δυ · ς
Л!„Ц°-е κτ L! „C ° -e κτ
где Ιο - начальный ток смещения транзисторов 3 и 4, задаваемый генератором тока 5;where Ιο is the initial bias current of the transistors 3 and 4, set by the current generator 5;
η - заряд электрона;η is the electron charge;
К - постоянная Больцмана;K is the Boltzmann constant;
Т - абсолютная температура.T is the absolute temperature.
Поскольку начальные токи смещения транзисторов дополнительного усилительного 8 каскада также равны !0/2, то изменение напряжения на входах этого каскада при условии, что его транзисторы выполнены из такого же полупроводникового материала, что и транзисторы 3, 4, составитSince the initial bias currents of the additional amplifiers of the 8-stage transistors are also equal! 0/2 , then the change in voltage at the inputs of this cascade, provided that its transistors are made of the same semiconductor material as transistors 3, 4, will be
Ли,х,=-^й,^= Lee , x , = - ^ d, ^ =
Ч ΙοH Ιο
+ ДЦд+ Dcd
= —КТ[п(е кт ) = _ди: дц,х Ч2 = -^{„^ =-KT = [n (e kt) = _d and: tc x CH 2 = - { "=
Ч 1оH 1o
= -^ξ-|πι(θ к’ ) = +Δυ .= - ^ ξ- | πι (θ к ') = + Δυ.
Повторители напряжения 6 и 7 передают эти приращения напряжений вновь на базы транзисторов 3 и 4. При указанной полярности дифференциального сигнала на входе компаратора приращение напряжения на базе транзистора 3 было + Ли, с выхода первого повторителя напряжения 6 также поступает+ Δи. Аналогично входной сигнал на базе транзистора 4 равен - Δυ, и с выхода второго повторителя напряжения 7 также поступает - Δ и. Полученная фазировка напряжений ± Δυ и их величина свидетельствуют о том, что промежуточный каскад 2 компаратора охвачен 100%-ной положительной обратной связью по напряжению при коэффициенте передачи в петле, примерно равном единице. Значит, результирующий коэффициент преобразования входного дифференциального напряжения в выходной ток от входов компаратора до коллекторов транзисторов 3 и 4 равенVoltage repeaters 6 and 7 transmit these voltage increments again to the bases of transistors 3 and 4. At the indicated polarity of the differential signal at the comparator input, the voltage increment at the base of transistor 3 was + Lee, the output of the first voltage follower 6 also receives + Δand. Similarly, the input signal at the base of transistor 4 is equal to - Δυ, and from the output of the second voltage follower 7 also comes - Δ and. The obtained voltage phasing ± Δυ and their value indicate that the intermediate cascade 2 of the comparator is covered by 100% positive feedback voltage at the transmission coefficient in the loop, approximately equal to one. Hence, the resulting conversion factor of the input differential voltage into output current from the inputs of the comparator to the collectors of transistors 3 and 4 is equal to
3ι -5г _ 3ι -5г _3ι-5g _ 3ι -5g _
1 — К4о")3пос 1 - 11 - K4 o ") 3 pos 1 - 1
где 5ι, Зг - малосигнальная крутизна входного дифференциального каскада 1 и промежуточного дифференциального каскада 2 на транзисторах 3 и 4.where 5ι, Zg is the low-signal slope of the input differential stage 1 and intermediate differential stage 2 on transistors 3 and 4.
Реально, однако, коэффициент передачи в петле ПОС всегда-меньше единицы (например, потому, что коэффициент передачи по напряжению повторителей напряжения 6 и 7 всегда меньше единицы и т.д.). Поэтому коэффициент усиления предлагаемого компаратора всегда имеет конечное значение, на один-два порядкаIt is realistic, however, that the transmission coefficient in the PIC loop is always less than one (for example, because the voltage transfer coefficient of voltage followers 6 and 7 is always less than one, etc.). Therefore, the gain of the proposed comparator always has a finite value, by one or two orders of magnitude
5 превышающее величину усиления при разомкнутой ПОС.5 higher than the gain at open PIC.
Поскольку в качестве датчиков тока для цепей ПОС в предлагаемом компараторе использованы база-эмиттерные переходы 10 транзисторов дополнительного усилительного каскада 8, то с выходов этого каскада появляется возможность снять противофазные напряжения +Δ иВЫх, - ΔиВых. пропорциональные коллекторным токам 15 транзисторов 3 и 4. При этом использование дополнительного усилительного каскада 8 на транзисторах с общей базой позволяет одновременно обеспечить наилучшие частотные свойства промежуточного го дифференциального каскада 2 и всего компаратора в целом, что положительно отражается на его быстродействии.Since as for the PIC circuit current sensors used in the proposed comparator base-emitter junction of transistor 10, an additional amplifier stage 8, with the output of this stage it is possible to remove antiphase voltage and YOU + Δ x, - Δi B's. proportional to the collector currents of 15 transistors 3 and 4. The use of an additional amplifier stage 8 on transistors with a common base allows you to simultaneously provide the best frequency properties of intermediate differential stage 2 and the comparator as a whole, which positively affects its speed.
В отличие от известных компараторов суммирование выходных токов дополни25 тельного усилительного каскада 8 в предлагаемом компараторе производится после сдвига уровня этих сигналов, который осуществляется симметрично с помощью цепей сдвига уровня 9 и 10, непосредственноIn contrast to the known comparators, the summation of the output currents of the additional amplifying cascade 8 in the proposed comparator is performed after shifting the level of these signals, which is carried out symmetrically using level circuits 9 and 10, directly
30 на базе транзистора выходного ключевого каскада 12. При этом переход к однофазному сигналу осуществляется с помощью повторителя тока 11. Применение такой схемы не отражается на параметрах компаратора30 on the basis of the transistor output of the key stage 12. In this case, the transition to a single-phase signal is carried out using a current follower 11. The use of such a scheme does not affect the comparator parameters
35 в режиме малого сигнала. Однако в таком случае базовая цепь транзистора выходного ключевого каскада 12 управляется симметрично двухтактным сигналом, что позволяет значительно улучшить симметрию времен40 ных характеристик импульсных перепадов на выходе компаратора в обоих направлениях. При этом высокая широкополостность, обеспечиваемая промежуточным дифференциальным каскадом 2 с внутрен45 ней ПОС и дополнительным усилительным каскадом 8 совместно с используемым способом способом управления транзистором выходного ключевого каскада 12, позволяет обеспечить высокое быстродействие пред50 лагаемого компаратора.35 in small signal mode. However, in this case, the base circuit of the transistor of the output key stage 12 is controlled by a symmetrical push pull signal, which makes it possible to significantly improve the symmetry of the temporal characteristics of the pulse drops at the comparator output in both directions. At the same time, the high broadbanding provided by the intermediate differential cascade 2 with the inner 45 of the POS and the additional amplifying cascade 8 together with the method used for controlling the transistor of the output key cascade 12 allows for a high response speed of the predicted comparator.
Ограничение перепадов напряжения наLimiting voltage drops to
базе транзистора выходного ключевого каскада 12 может осуществляться с помощью обычных диодов или диодов Шоттки (см.the base of the transistor output key stage 12 can be carried out using conventional diodes or Schottky diodes (see
55 чертеж). В первом же случае между выходом каждой цепи сдвига и клеммами повторителя тока 11 следует включить дополнительные резисторы, к верхним по схеме выводам которых следует подключить аноды токоограничительных диодов.55 drawing). In the first case, additional resistors should be connected between the output of each shear circuit and the terminals of the current follower 11, to the upper terminals of which should be connected the anodes of current-limiting diodes.
5five
16796151679615
66
В качестве цепей сдвига уровня 9 и 10 могут использоваться обычные стабилитроны. Однако наилучшие частотно-усилительные характеристики компаратора обеспечиваются при использовании цепей сдвига с эмиттерными повторителями (см. чертеж). В этом случае для ограничения тока, поступающего на вход и выход повторителя тока 11, в схеме возможно использование дополнительного эмиттерного повторителя, вход которого подключен к резистору, на котором суммируются токи обеих цепей сдвигов уровня 9 и 10, а выход подключен к шине питания дополнительного усилительного каскада 8.Ordinary zener diodes can be used as level shift chains 9 and 10. However, the best frequency-amplifying characteristics of the comparator are provided when using shear circuits with emitter followers (see drawing). In this case, to limit the current supplied to the input and output of the current follower 11, an additional emitter follower can be used in the circuit, the input of which is connected to a resistor that summarizes the currents of both level shifts 9 and 10, and the output is connected to the additional amplifier power bus cascade 8.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884608677A SU1679615A1 (en) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | Comparator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884608677A SU1679615A1 (en) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | Comparator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1679615A1 true SU1679615A1 (en) | 1991-09-23 |
Family
ID=21410798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884608677A SU1679615A1 (en) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | Comparator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1679615A1 (en) |
-
1988
- 1988-11-24 SU SU884608677A patent/SU1679615A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4755766A (en) | Differential to single-ended converter | |
RU2157048C2 (en) | Analog-to-digital converter | |
US3378780A (en) | Transistor amplifier | |
SU1679615A1 (en) | Comparator | |
JPH0766643A (en) | Voltage - current converter | |
JPH04369107A (en) | Differential amplifier | |
JPS63288512A (en) | Analog voltage comparator | |
US3122715A (en) | Frequency converter systems | |
SU1254579A1 (en) | Two-step amplifier | |
JPS5592006A (en) | Amplifier | |
US5534813A (en) | Anti-logarithmic converter with temperature compensation | |
GB2211044A (en) | Linear differential amplifier | |
US4529946A (en) | Differential amplifier circuit | |
SU1571748A1 (en) | Differential amplifier | |
SU1564710A1 (en) | Solid body amplifier with thermal coupling | |
RU2183380C2 (en) | Multistage transistor amplifier | |
US4859966A (en) | Current amplifier circuit and a current amplifying type differential current converter circuit | |
SU1518870A1 (en) | Amplitude detector | |
US2965769A (en) | Transistor switch | |
Kabilovich et al. | Cascode Photoconverter With Amplifier | |
SU634449A1 (en) | Amplifier | |
SU1711321A1 (en) | Two-stage emitter-based repeater | |
SU936378A1 (en) | Power amplifier | |
SU1506514A1 (en) | Amplifier | |
RU1824667C (en) | Pulse generator |