SU756621A1 - Компаратор - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике.

Компаратор может быть использован например в цифровых измерительных при-5 борах.

Известен компаратор, содержащий входные клеммы, на которые подают сравнительные напряжения, интегральный прерыватель на двух структурно- Ю компенсированных инверсных ключах с заземленной средней точкой, один из выходов которого через эмиттерный повторитель, а другой - через инвертор подключены к схеме алгебраического сложения, выход которого соединен . со входом усилителя переменного тока, выход усилителя переменного тока соединен с одним входом элемента И, управляющий генератор, выходы кото- 20 рого подключены соответственно ко входам интегрального прерывателя и другому входу элемента И, суммирующие резисторы [1] .

Однако чувствительность данного 25 компаратора, тоже ограничена внутренним сопротивлением источников сравниваемых напряжений и величиной суммирующих резисторов, что является его недостатком. Зр

Известен компаратор, содержащий коммутирующий элемент (вибропреобразователь) и соединенные последовательно запоминающий конденсатор, эмиттерный повторитель, усилитель переменного тока и фаэочувствйтельный элемент £2(] .

Порог чувствительности ДЕ_К этого компаратора определяется выражением , „ Я⁺1?ί о

дЕ_и=-__12.+ —-где К_(|< внутреннее сопротивление источника контролируемого напряжения ,*

К{₀--.. внутреннее сопротивление источника опорного напряжения;

К - токоограничивающее сопротивление;

- входное сопротивление эмиттерного повторителя;

и_п- порог чувствительности усилителя переменного тока.

Как видно из выражения (1.) с увеличением суммы величина д Е

увеличивается, следовательно чувстви тельность компаратора уменьшается, что является его недостатком.

756621

Цель изобретения - поньваение чувствительности компаратора.

Поставленная цель достигается тем, что в компаратор, содержащий коммутирующий элемент на структурно-компенсированных инверсных ключах, подключенный входом к первому выходу управляющего блока, а первым выходом через первый запоминающий конденсатор к первому входу эмиттерного повторителя , подключенного выходом через фазочувствительный усилитель к первому входу элемента И, другой вход которого соединен с соответствующим выходом управляющего блока, введены три ключа и второй запоминающий конденсатор, при этом первый и второй ключи включены между шинами входных сравниваемых напряжений и соответствующими выходами коммутирующегоэлемента, второй выход которого через второй запоминающий конденсатор подключен ко второму входу эмиттерного повторителя, а третий ключ включен параллельно к выходам коммутирующего элемента, при этом управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами управляющего блока.

На чертеже представлена принципиальная схема компаратора.

Компаратор содержит клеммы 1, 2 для подачи сравниваемых напряжений и подключенные через ключи 3, 4 к соответствующим выходам коммутирующего элемента 5. Выходы коммутирующего элемента 5 через запоминающие конденсаторы б, 7 подключены к входам эмиттерного повторителя 8. Выход эмиттерного повторителя через фазочувствительный усилитель 9 соединен с первым входом элемента 10 И. Параллельно к выходам коммутирующего элемента 5 включен ключ 11. Управляющие входы ключей 3,4,11, коммутирующего элемента 5 и второй вход элемента 10 И подключены к соответствующим выходам управляющего блока 12.

Компаратор работает следующим образом.

Когда сравниваемые напряжения 1)_ри

II._к поступают на -клеммы 1, 2, то через замкнутые ключи 3, 4 происходит заряд конденсаторов 6, 7. Тогда по сигналам с управляющего блока 12 ключи 3, 4 размыкаются, коммутирующий элемент 5 замыкается, включая последовательно конденсаторы 6, 7. При различной величине напряжения на них на входе эмиттерного повторителя 8 формируется импульс, амплитуда которого определена величиной этой разности/ а форма емкостью конденсаторов и входным сопротивлением эмиттерного повторителя 8.

Параметры компаратора подобраны таким образом, что импульсный сигнал с эмиттерного повторителя 8 имеет минимальную величину при и« = и₀ и максимальную при и_к = и_о .

Импульс е повторителя 8 усиливается фазочувствительным усилителем 9 и поступает на первый вход элемента

10 И, на другой вход которого поступает сигнал с управляющего блока 12, причем элемент 10 И реагирует только на определенную фазу усиливаемого сигнала.

После срабатывания элемента 10 И управляющий блок 12 подает сигнал на коммутирующий элемент 5 и на ключ 11. При этом элемент 5 размыкается,а ключ

11 замыкается. При большой разнице в величине напряжений 0_К1и и_К2в двух последовательных сравнениях и большой величине внутреннего сопротивления источника и ц при контроле малых токов к моменту контроля конденсатор 6 не успевает перезарядиться от источника' 1)_к до напряжения и_К2. Причем ‘знак и величина рассогласования между напряжением и_К2и напряжением на конденсаторе 6 и таким образом результат сравнения И^с и₀ в некоторой степени определяется результатом сравнения 1)_К1

с и₀. Поэтому предварительно через замкнутый ключ 11 конденсатор 6 подключается к конденсатору 7 и заряжается до напряжения

Так как К,_о»К;_к, то и_ноч= и_о.

Таким образом, после размыкания ключа 11 и замыкания ключей 3, 4 перезаряд конденсатора 6 до напряжения Ц_и2 происходит не от уровня напряжения и_К1 , а от и_нац= и_о . Поэтому теперь не имеет значения насколько точно напряжение на конденсаторе 6 соответствует Ик-2 .Существенно лишь, что при 4(42^{= и}о величина и знак рассогласования между ними обеспечивает правильную выдачу сигнала с выхода элемента 10 И.

Если пренебречь падением напряжения на коммутирующем элементе 5, то порог чувствительности &е£ предлагаемого компаратора определяется выражением

Сравнивая выражения (1) и (2), можно сделать вывод, что л Е_к / 2дЕ_к, т. е. чувствительность предлагаемого компаратора по крайней мере в 2 раза зыше, чем у известного.

С целью обеспечения помехоустой1ивости коммутирующий элемент 5' вклюлается на время ϊ_ρα5ρ.« I_Здр7 времени заряда конденсаторов 6, 7 через ключи 3, 4. Так как за время ^^заряд конденсаторов изменяется незначительно, то предварительное выравнивание потенциала конденсаторов включением ключа 11 повышает чувствительность компаратора. Кроме того, стробирова-1ие элемента 10 И производится импуль

5 756621 6

сом с длительностью с_С7р ζ<· Ц_ар ,что

повышает помехоустойчивость компаратора .

Claims (1)

1. Формула изобретения 5

   Компаратор, содержащий коммутирующий элемент на структурно-компенсированных инверсных ключах, подключенный входом к первому выходу управля- (θ ющего блока, а первым выходом - через первый запоминающий конденсатор к первому входу эмиттерного повторителя, подключенного через фазочувствительный усилитель к первому входу .. элемента И, другой вход которого ^э

   соединен со вторым выходом управляющего блока, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены три ключа и второй запоминающий конденсатор, при этом первый и второй ключи включены между шинами входных сравниваемых напряжений и соответствующими выходами коммутирующего элемента, второй выход которого Через второй запоминающий конденсатор подключен ко второму входу эмиттерного повторителя, а третий ключ включен параллельно к выходам коммутирующего элемента, при этом управляющие входа ключей соединены с соответствующими выходами управляющего блока.