Описание функций и свойств компараторов - Реферат

Если информационный сигнал изменяется непрерывно и может принимать произвольные значения в широком диапазоне, устройство является аналоговым, если же сигнал изменяется дискретно и может принимать только два фиксированных значения, соответствующих двум цифрам двоичной системы счисления - нулю и единице, то устройство относится к цифровым или дискретным. В аналоговых устройствах сам электрический сигнал и его параметры - уровень, частота и фаза электрического колебания несут информацию о физической величине. В цифровых устройствах информация о величине закодирована цифровым кодом, состоящим из множества двоичных разрядов, каждый из которых может принимать только одно из двух фиксированных значений, которым соответствуют два уровня напряжения (обычно они обеспечиваются открытым либо закрытым состоянием транзистора, работающего в ключевом режиме).Компаратором называют устройство, предназначенное для сравнения изменяющегося аналогового входного сигнала с опорным напряжением. При этом в зависимости от того, больше входной сигнал опорного или меньше (на доли милливольт), на выходе компаратора должно установиться напряжение «логический нуль» (лог. Так как выходной сигнал компаратора подается обычно на логические схемы, его выходное напряжение согласуется с цифровыми логическими схемами. Функцию сравнения двух напряжений может выполнить и операционный усилитель, если на один из его входов подать опорное напряжение, а на другой - входной сигнал. Приемниками выходных сигналов компараторов обычно являются логические схемы, поэтому выходные напряжения каждого компаратора напряжения согласуются с ТТЛ, ТТЛШ и КМОП логическими схемами.Виды: - Однопороговые компараторы;Реакция компаратора на превышение входных сигналов заданного уровня называется амплитудной дискриминацией или детектированием уровня. Однопороговым компаратором сравнения называются такие схемы сравнения, для которых коэффициент усиления всегда остается положительным. 2) цепь ОС формирует на выходе усилителя сигнал, совместимый с входными уровнями ТТЛ-схем: напряжение порога срабатывания (переключения) Uпор = Еоп. Если напряжение смещения нуля скомпенсировано, то при Uвх = Uпор напряжение на выходе Uвых ? 0, стабилитрон и диод закрыты и, таким образом, цепь ОС разомкнута.Если напряжение на входе близко к нулю, или имеет отрицательное значение, то выходное напряжение будет положительным, а напряжение на не инвертирующем входе определяет верхний порог переключения: Uв = Uct R2 / (R2 R3) Если напряжение на входе достигает величины Uв = Ucp, ток в цепи стабилитрона становится равным нулю, а затем меняет направление и выходное напряжение ОУ переключается. После этого на не инвертирующем входе ОУ устанавливается напряжение нижнего порога срабатывания (напряжение отпускания Uотп): Uн =-Uct R2 / (R2 R3) Чтобы теперь переключить компаратор в обратное состояние, входное напряжение должно измениться от Uн до Uв, то есть на величину, равную 2 Uв, которое и определяет напряжение гистерезиса.Компаратор, состояние выхода которого изменяется два раза при увеличении входного сигнала в некотором диапазоне, называется двухпороговым. Изменение выходного напряжения происходит, как только входной ток I1 превысит или станет меньше тока I2, отдаваемого в мост цепью смещения. При изменении выходного напряжения переключаются диоды, и изменяется значение коэффициента передачи по цепи ОС. Точность уровней дискретизации и минимальная ширина окна ограничиваются десятками МВ изза разброса падений напряжений на открытых диодах. Интегральные компараторы отличаются от схем сравнения, выполненных на ОУ общего применения, тем, что их выходной сигнал согласован по уровню с напряжениями, которые используются в цифровой технике для отображения сигналов логических уровней - логического нуля и логической единицы.Компараторы на ОУ общего применения используются при разработке высокоточных схем сравнения, которые работают с медленно изменяющимися сигналами.

Содержание

Введение

1. Компараторы: описание, принцип работы

2. Разновидности компараторов. Передаточные характеристики

2.1 Однопороговые компараторы

2.2 Регенераторные компараторы

2.3 Двухпороговые компараторы

Заключение

Литература