Устройство и принцип действия компаратора

Тема 8.1. Компараторы.

План:

1. Устройство и принцип действия компаратора.

2. Характеристики аналоговых компараторов.

3. Классификация компараторов и их применение.

Компараторами напряжения называются интегральные микросхемы, предназначенные для сравнения 2-х напряжений и выдачи результата сравнения в логической форме, то есть компаратор чувствителен к полярности напряжения, прикладываемого между его входами. Когда разность напряжений между прямым и инверсным входами компаратора положительна, то на выходе будет 1 - высокий уровень, а когда разность отрицательна, то соответственно, низкий уровень - 0. При этом работу компаратора можно описать следующим уравнением:

Рис. Упрощенная схема компаратора.

УС - устройство смещения,

ДК - дифференциальный каскад,

ВЛ - выходная логика,

ВАL - балансировка,

+Еп,-Еп - источники питания,

STB - стробирующий сигнал,

Uвых - выход компаратора,

Uвх+ - прямой вход,

Uвх- - инверсный вход.

Компаратор состоит из входного дифференциального каскада, устройства смещения уровней и выходной логики.

Входной дифференциальный каскад обеспечивает сравнение и основное усиление разницы входных сигналов, а также осуществляет балансировку выхода. Сигнал строба предназначен для фиксации момента времени, когда произойдет сравнение входных сигналов, а выдача результата сравнения на выходе возможна только во время строба. Компараторы могут быть с памятью и без памяти. В компараторах с памятью результат сравнения может фиксироваться в элементах памяти компаратора. Длительность сигнала строба (минимальная длительность) должна быть такой, чтобы входные сигналы успели пройти через дифференциальный каскад, прежде чем сработает ячейка памяти - это время разрешения выборки.

Устройство смещения обеспечивает получение оптимальных токов в элементах дифференциального каскада и исключает насыщение ДК при высоком уровне входных сигналов.

Дата добавления: 2014-01-07