SU760024A1

SU760024A1 - Voltage comparator

Info

Publication number: SU760024A1
Application number: SU772553912A
Authority: SU
Inventors: Vladimir N Panurovskij
Original assignee: Vladimir N Panurovskij
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться при разработке пороговых детекторов и индикаторов, а также нелинейных систем авторегулирования, использую- 5 щих пороговые устройства с гистереэиснрй характеристикой.

Известны компараторы напряжения с гистерезисной характеристикой,содержащие компарирующий блок в виде операционного дифференциального усилителя, охваченного положительной обратной связью (регенеративная схема) Γΐ] .

Обладая простотой, высоким быстродействием и крутизной дискриминационной характеристики,такие Устройства сложны в настройке и не обладают стабильной характеристикой переклю- 20 чения, особенно вблизи нулевого уровня входного сигнала, что объясняется влиянием входных токов, напря жением смешения нуля и синфазной составляющей операционного усилите- 25 ля.

Известен компаратор, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к источнику отрицательного напряжения (ЭД. 30

Указанный компаратор имеет недостаточную точность момента отпускания.

Целью изобретения является повышение точности момента отпускания.

Для этого в компаратор напряжения, содержащий Операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к источнику отрицательного напряжения, введен второй операционный усилитель, резисторы и выходной транзистор с обмоткой реле в качестве нагрузки, который подключен к выходу первого операционного усилителя, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя подсоединен к шине входных сигналов, а выход к инвертирующему входу первого операционного усилителя, через первый резистор и последовательно соединенные размыкающий контакт реле и второй резистор - к инвертирующему входу второго операционного усилителя и через размыкающий контакт - к шине нулевого потенциала.

В указанный компаратор с целью . расширения функциональных возможностей может быть введен дополнительный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к инвер3 тирующему входу первого операционного усилителя, а инвертирующий вход кисточнику положительного напряжения, а выход - к выходу первого операционного усилителя.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого компаратора? на фиг. 2 -статическая характерис' тика компаратора. . · -

Компаратор содержит операционные усилители 1-3, выходной транзистор 4, обмотку 5 исполнительного реле, резисторы 6-12.

Операционный усилитель 1 подключен своим выходом через резистор9 к входу ксмпарирующего блока, составленного из операционных усилителей 2 и 3. выход компарирующего блока сое.......диНён Через ограничивающий резистор с базой транзистора 4, который ““является усилителем мощности. В коллекторную цепь транзистора 4 в 'качестве нагрузки включена обмотка '5 реле. Через нормально замкнутый ^^“'кОЯтцкт реле один из концов резистора 6 соединен с выходом усилителя 1. Замслсающий контакт реле соединён й землёй. Источники опорных напряжений 0₀щИ иоп подключены соответственно к инвертирующему входу усилителя й йеинвертирующему входу усилителя 3.Входной сигнал подключен к неинвертирующему входу усилителя 1. Компаратор может быть выполнен на осно.......Ве интегральных усилителей 1УТ401 · реле РС15(003), транзисторе МП37.

компаратор работает следующим образом. .

В исходном состоянии обмотка 5 реле обесточена и резистор 8 подключен 'параллельно резистору 7. Коэффициент передачи операционного усилителя близок при этом к единице. Момент переброса - точка на статической ха..........рактеристике (фиг. 2) компаратора -

........ равенством пОлбжительного по знаку входного и опорного сигналов и_вх = Ц' = υ_οη„· При перебросе усилителя 2 запитывается обмотка 5 ' ре лё“, которое ' отключает вывод ре з истора 8 от выхоДа операционного усилителя и замыкает его на землю.Коэффициент Передачи усиления В этом случае определяется соотношением

К-''♦«»/»6 (О где С>_й и В - сопротивления резисторов ⁶ 8 и 6, и следовательно, при Пд >Я_в на усилитель поступает усиленный сигнал.Воз·;

врат усилителя в исходное состояние (точка и Г нафиг. 2) осуществляется _ПрИ· . ’ и (г)’ ^В* ⁴ К 4_+Κθ/Λ_β ^Λ Λ

Так как из выражения (1 Ж может быть существенно больше единицы (к я » 10,100,1000),то сравнительно легко может быть осуществлена работа компаратора напряжения вблизи нулевого сигнала, причем компарирующий усилитель все время работает с большим

- входным напряжением и, следовательно ’ обеспечивается большая точность установки точек переключения компаратора.

При отрицательном входном сигнале перебрасывается усилитель 3 (так как по неинвертирующему входу на усилитель 2 подается отрицательное напряжение, а на инвертирующей вход - положительное напряжение, то его входной сигнал падает и выходное напря15 жение компарирующего блока определяется выходом усилителя 3).

Таким образом, статическая характеристика компаратора имеет две петлигистерезиса, при положительных значениях входного сигнала и отрицательных его значениях, причем уровни срабатывания (точки и₄* и ) можно устанавливать независимо' друг от друга,

Двойной компарирующий усилитель может быть заменен одинарным (исключается усилитель 2 или 3) так как сущность технического решения при этом не меняется.

* В схеме на фиг. 1 использован компарирующий усилитель без обратных связей, однако с целью повышения быстродействия в момент переключения возможно использовать неглубокую положительную связь в усилителях 2 и з, но это связано как с усложнением схемы, так и расчетных соотношений при определении точек переключения компаратора.

Следовательно, введение операци40 онного усилителя и релейного элемента в схему компаратора на операционном усилителе позволяет уменьшить погрешность задания точек переключения (особенно при малых входных сиг'дг налах) При Одновременном увеличении стабильности и расширении зоны гистерезиса статической характеристики компаратора, что, в свою очередь, позволяет разрабатывать более точные измерЖёЖнйе и управляющие электронные системы.

Claims

формула изобретения

55 1. компаратор напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертируюЩйй вход которого подключен к источнику отрицательного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ¢¢) что, 0 целью повьааения точности момента отпускания, в него введен второй операционный усилитель, резисторы и выходной транзистор с обмоткой реле в качестве нагрузки, который подключенк выходу первого операцион· ного усилителя, причем неинвертирующий вход второго операционного усилителя подсоединен к шине входных сигналов, а выход - к инвертирующему входу первого операционного' усилителя, через первый'резистор и последовательно соединенные размыкающий контакт реле и второй резистор - к инвертирующему входу второго операционного усилителя и через размыкающий контакт - к шине нулевого потенциала.
2. Компаратор по π. 1, о т л и чающийся тем, что, с целью операционный усилитель, неинвертируЮщий вход которого подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а инвертирующий вход к источнику положительного напряжения, а выход - к выходу первого операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе