Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 20
Текст из файла (страница 20)
временем разрезпения выборки и максимальной частотой стробирова"':""ряя. Качество стробируемых компараторов тем выше, чем меньше время разреше",",-"'н~я выборки и чем больше допустимая частота стробирования Классификация компараторов. Интегральные микросхемы компараторов ;;,.:,Изожио разделить по совокупности параметров на три группы: ° общего применения (йк, <300пс, К,<100дБ), быстродействующие Ггк,р <30нс), Рюдел 2. Аналоговые интег альные мик осхемы а) Ь~/,„В !...
нс пс Ог В, Л1/я,=20мВ 4 бО 10 15 20 ЛСУ„, мВ; 40 0 5 Риг 94 Плрлхоллые хярькжсрисгккк клиллряглрл лллряжллия !л! и зялислилсзь яреиелл млсржкл ряглрлсгрлиллля л~ Грллия лхллллчс скгкллл !б! ° прецизионные (Кь >!00дБ, е,„<3мВ, Лг„<10нА). Кроме того, компараторы можно разделить на стробируемые и пестрогбируе',! мые, а также с памятью и без памяти. В табл. 9.1 приведены основные параметры двух быстродействующих коыгга-'-' раторов со стробированием.
Оба компаратора содержат по три дифферепциаль'.:.::." ных каскада, что обеспечивает достал.очно высокую пороговую чувствительпость,-", Уабил!а И Основные параметры быстродействующих компараторов тлл каиллглклрл Плрлислр им!юг л~ хмччп к! ЭСЛ Выходные логические сигналы Пороговая чтвстяителыюсть, мВ Нлпряжсппс смсгяеиия, мВ Температурны!! ксзф$иплслт напряжения сиещсиия, икВ/К !О Вхллпо1! тлк, мкА ГО Разплсть входных гоков, мкА Козффиписнг ослабления сиифазиагл сигнала. лБ Время зллсржки рлспрострапеипя, нс ;3 Время разрешения выборки, ис Максимальная частота стрлблрлллкия, МГп Наличие паьгязп !25 ~ ХО пет ! есть Вб аеекчем й Аналоговые кемпа торы налрнжеша! 1', Кроме гого, опи обладают повышенным быстродействием в режиме непрерывио- 1::: го стробирования. Компараторы общего применения имеют более скромные характеристикл по '!!:сравненлпо с приведенными в табл.
9.1. Однако зчи компараторы имеют свои прс!:: аыушества — — они потребляют меньшую мощность, .могут работать лри низком ~: яалряжении литания и в одном корпусе располагается до четырех компара горов. ,"-; Так, например, счетверенные комлараторы среднего быстродействия и неболыпос,:; ~о тока потребления типов К1401СЛ! и К1401СЛ2 имс1от время задержки распро,:!:-сзрапепия ме~ыпс Змкс, ток потребления 2мА, коэффициент усиления 90дБ и В!1юлряжсние смещения нулево о уровня меньше 5мВ. Мное не компараторы общего применения имеют на выходе транзистор с от,;:;::крытым коллектором, что позволяет подключать нагрузку этоео транзистора к ~~'вкешнему источнику питания, напряжение которого выбирается в зависимости от агашла используемой лслики. Схема включения внешней нагрузки к выходу компн- ~.рквора приведена на рис, 9,5 а.
Значение сопротивления нагрузо леото резистора к!~вь1бирают в пределах 100 . 1000Ом. Меньшие сопротивления обеспечивает более е,'..высокую скорость переключения. ~.::".:с Прецизионные компараторы отличаются от компараторов общего примепе!!51вя рядам улучшенных характеристик. Они имеют повышенный коэффициепг ,',;,:усиления, меньшее пороговое напряжение переключения, пониженное напряженно 'г'шешеиия нулевого уровня н малый входной ток. Быстродействие этих компара'..:::торов обычно не очень высокое, время переключения обычно меньше 300нс.
В В!„:хйчешве примера в табл. 9.2 приведены характеристики некоторых типов преци- ~ з1!ониых компараторов. Наиболее высокие параметры имеет компаратор СМР-02 1„'-"фирмы Ргепавол Моно(п!а1гв Осечесгвенпый компаратор К554САЗ нелепого усту:;.Мат ему по гюроговой чувствительности и напряжению смещения нуля.
Быстро;::,;действие этих комлараторов практически одинаково. Применение аналоговых компараторов напряжения. Основные особенности !~~свиавговых компараторов связаны с оссузствием в них еастотной коррекпин и а ли„ л' У,, „ +5 В б! 4 зак. ыл Рнс. с 5. Поакаю монс насрззкн в комоаразорах с охкрамаам коааексорнаоа амхсаом 1а! н схема ниенной аашизм комнаразоров нанражениа Ф~ Рюдел 2.
Аналоговые интегральные микросхемы Таблице 9 2 Основные параметры прецизионных компараторов 1ларатора 150 000 т 0.8 190 200 большим коэффициентом усиления. В отличие от операционных усилителей,: в компараторах практически никогда не применяют отрицательную обратнура.:, связь, так как она понижает стабильность их работы. Специализированные кои- '.'' параторы напряжений имеют малые задержки, высокую скорость переключения,,' устойчивы к большим переключающим сигналам. Для устранения многократных переключений в момент сравнения сигналов в: компараторах часто используют положительную обратную связь. Положигелыйай:1 обратная связь обеспечивает надежное переключение компаратора и устраняет',.! дребезг выходного напряжения в момент сравнения.
Однако при введении поло,,' жительной обратной связи создается зона неопределенности, обусловленная гисте-::, резисом. Если сигнал на входе компаратора изменяется монотонно, то наличие:,',. гисгерезиса не отражается на погрешности компарирования, Напряжении на входах компаратора из-за отсутствия отрицательной обрат-:~': ной связи могут, существенно отличаться. Поэтому для ограничения входного нв-',:! пряжения на входе компаратора исто усганавлнвают двухсторонний днодныв.!;:,' ограничитель, схема которого приведена на рис. 9.5 б.
Бысгродейотвие компаратора су~дествепно зависит от уровня входного диф,»' ферепциальпого сигнала. С увеличением входного си~нала до определенного зла,:;:.: чения время переключения уменылается. Однако дальнейшее увеличение входнегуе'!': сигнала может привести к насыщению компаратора и снижению его быстродей-:;;,. ствия. В связи с этим в схеме двухстороннего ограничителя, приведенного лй::;:: рнс. 9.5 6, рекомендуется использовать диоды Шоткн с малым падением налряже!.'.!' лб ция. Рекомендуемое значение входного напряжения указывается в справочньй...; данных на компйратор и обычно лежит в пределах 20...100мВ Отказ от отрицательной обратной связи приводит к еще одной особенвостФ»- применения компараторов напряжения — снижению их входного сопротивлений в' увеличению входного тока.
Г1ри увеличении входного напряжения свыше порйр". гового значения у компараторов может резко увеличи~ься входной ток и пони.:, зиться входное сопротивление. Г1роисходит это по двум причинам: резкое увели'':;:-'й челне тока базы транзисторов дифференциального каскада и включение диодей::;з защиты. Лезез(зоз и Аналоя'оные комин вторы ннп яжений Основное применение компараторы напряежеиия находят в устройствах сопряжения циф':Ьрсвтях и аналоговых си~палов. Простейшим !:,)(римером такого применения является аналого(зляфровой преобразователь параллельного ;, п)па, приведенный на рис.
9 6. В нем испо тьзое )Ины четыре компаратора К1 ... К4 и резнстив)"йый делитель опорного напряжения (х.„. При ,;-)одинаковых значениях сопротивлений в резис- 1'.:тнвном делителе на инвертирующие входы '-'арипараторов подано напряжение п(У„,/4, где 'з'.'-~а: — порядковый номер компарагора. На пенн!';,яертирующие входы компаратора подано на'пряжение (тм. В результате сравнения входного ;,'КЗпряжения с опорными напряжениями на ин., вертирующих входах компараторов на выходах ',)(смпаратаров образуется унитарный цифровой ;:;Вд входного напряжения. При помощи цифре';:Мго преобразователя кода зтот код можно ".преобразовать в двоичный Различные варианты подклзочения впало,;:::,:грвых компараторов напряжения к цифровым логическим микросхемам ";:~ГГЛ приведены на рис. 9.7.
В первой схеме (рис. 9.7 а) выход компаратора :;:.,))едственпо соединен с входом цифровой микросхемы ТТЛ. Такую схему ,)яепользовать при открытом коллекторном выходе в компараторе К Рнс р о Простейший знвлого- цифровоя преопрвзоввтель ня компвряторвх язпряжепия серии непос- можно В ЕЮ Га ( -1 Г 5В ВВ К )(~ 10 к Зк г) +5 В '(!крис. 9.7. Схемы подклю'юлия компвряторов няпряжснпя к цифровым мнкросхемем с открытым !,.'."„::коллектором (в), с коммттируюьцим трвнзистором (6), с тюкоотряниниввзозциьз резистором (в)„ с фнксиржозз1им лионом (т) Раздел 2. Аналоговые инге ааьные мук осхемы Во второй схеме (рнс. 9.7 б) компаратор К управляет коммутирующим транзистором Т, который в свою очередь управляет цифровой микросхелгой ТТЛ. Диод Д в базе транзистора Т выполняет защиту базы транзистора от пробоя отрицательным выходным напряжением компаратора.
Третья схема (рис. 9,7 в) показывает подключение цифровой микросхемы к . компаратору К через токоограничивающий резистор Я,. Такую схему лучше применять с цифровыми микросхемами серии КМОП. И, наконец, в четвертой схеме (рис. 9.7 г) кроме токоограничивающего резис- . тора Л. имеется фиксирующий диод .О, который отпирается, если напряжение на входе цифровой микросхемы поднимается выше 5В. Для компарировання аналоговых сигналов можно применять операционные ' усилители В зтом случае для ограничения выходного напряжения в цепь отрица-, тельной обратной связи ОУ включают стабилитрон с напряженнем включения„.: зависящим от типа цифрового логического элемента, Основными недостатками:. компараторов па ОУ являются: невысокое быстродействие и большое число вле- г шпих дискретных элементов.
Время переключения таких компараторов обычно:. имеет значение 0,5 .. 1,0мкс. Для устранения паразитной генерации используется внешняя положительная обратная связь, при помощи которой формируется зона— гисгерезиса. Лекция 70. Аналоговые перемножители напряжений Устройство и принцип действия. Аналоговыми перемножителями напряжений",.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
