Изобретение относится к импульсной текинке и может быть использовано для сравнения амплитуд коротки импульсов в различных измерительных устройствах, например в устройствах для функционального контроля микросхем. Целью изобретения является повышение быстродействия и чувствительности за счет уменьшения времени установления напряжения на экране. На чертеже представлена функциональная схема анапогового компаратора. Аналоговый компаратор содержит входной дифференциальный усилительный каскад на двух полевых транзисторах 1 и 2 с генератором 3 тока в цепи истоков, нагрузочные резисторы 4 и 5, оптрон 6, состоящий из светодиода 7 и двух фотодиодов 8 и 9j оптрон 10, состоящий из светодиода 11 и двз фотодиодов 12 и 13, токозадающий резистор 14, эмиттерные повторители, каждьш из которых содержит два р - п f р-транзистора 15, 16 и 17, 18, два п - р - п-тран зистора 19,20 и 21J 22, по два ста билитрона 23, 24 и 25, 26, по два стабилизирующих резистора 27, 28 и 29, 30, два источника тока 31, 32 и 33, 34, две выходные шины 35 и 36 две входные 37, 38 и две шины питания 39 и 40, при этом сток перв . го полевого транзистора 1 и сток второго полевого транзистора 2, к стокам которьк подключён генератор 3 тока, подключены к вьшодам нагрузочных резисторов 4 и 5 соответственно через последовательно соедине ные первый оптрон 6, состоящий из светодиода 7 и двух фотодиодов 8 и и второго оПтрона 10. состоящего из светодиода tin двух фотодиодов 12 и 13, а второй вход второго оптрона под1слючен к выводу токозадающего резистора 14, при этом эмиттер второго р - li - р-транзистора 15 подключен к коллектору первого р - п транзистора 16 первого эмиттерного повторителя, а зштттер второго р р-транзистора 17 подключен к коллек ру первого р - п р-транзистора 18 второго эмиттерного повторителя, пр этом коллектор первого п - р - птранзистора 19 соединен с эмиттером второго п р - п-транзистора 20 пе вого эмиттеркого повторителя а эми тер первого п - р - п-транзистора 21 соединен с коллектором второго п - р п-транзистора 22 второго эмиттерного повторителя, при этом базы вторых п-р-п-ир-п- р-транзисторов 19, 21, 15 и 17 первого и второго эмиттерных повторителей подключены соответственно через стабилитроны 23, 24, 25 и 26 к общим точкам первого и второго стабилизирующих резисторов 27, 28 и 29, 30 и непосредственно к источникам 31-34 тока, а общие точки .токостабилизирующих резисторов 27, 28 к 29, 30 подключены к выходным шинам 35 и 36 соответственно, а затворы полевых транзисторов 1 и 2 соединены с входными шинами 37 и 38 соответственно, причем первая шина 39 питания подключена к коллекторам п - р - п-транзисторов 19 и 21, а вторая шина 40 питания к коллекторам р - п - р-транзисторов.15 и 17 соответственно. Аналоговый компаратор работает следу ощим образом. На входйую шину 37 первого полевого транзистора 1 и на входную шичу 38 второго полевого транзистора 2 поступают сравниваемые напряжения. Один из полевых транзисторов (например 1) открывается, а второй полевой транзистор (в данном случае 2) закрывается. Напряжение на стоках этих полевых транзисторов изменяется пропорционально разности входных напряжений. Нагрузкой полевого транзистора 1 является последовательно соединенные нагрузочный резистор 4 и фотодиоды 8 и 12, а также сложные эмиттерные повторители на дополняющих транзисторах р - п -:р-типа 15 и 16 и п - р - п-типа 19 и 20. Нагрузкой полевого транзистора 2 является соответственно последовательно соединенные нагрузочный резистор 5 и фотодиоды 9 и 13, а также сложные эмиттерные повторители на транзисторах р - п - р-типа 17 и 18 и п - р - п-типа 21 и 22. Начальное смещение на транзисторах 16, 20 и 18, 22 задается токозадающим резистором 14. Ток, величина которого задана резистором 14, протекая через последовательно соединенные светодиоды 7 и 11, вызьшает появление фотоЭДС на фотодиодах 8, 9 и 12, 13, причем чем больше ток, тем больше фотои соответственно начальное смещ Изменение напряжения на базах тр зисторов 16, 20 и 18, 22 повторяетс на эм11ттерах этих транзисторов и со ответственно на выходных шинах 36 и 37. Это изменение напряжения чере стабилитроны 23, 24 и 25, 26 поступ ет на базы соответствующих транзисторов 15, 19 и 17, 21 и соответстве но па кх эмиттеры, соединенные с ко лекторами транзисторов 16, 20 и 18, 22. Такое соединение транзисторов позволяет компенсировать емкость коллектор - база транзисторов 16, 2 ;и 18 -22. На примере работы транзистора 16 рассмотрим более подробно процесс компенсации емкости коллектор п баз Изменение напряжения на базе тра зистора 16 повторяется в эютттере этого же транзистора (н&пряжение сдвинуто по уровню на величину ,5 В для кремневых транзисторов и л-0,1 В для германиевых). Это измейение напряжения через дифференци альное сопротивление стабилитрона 2 поступает в базу транзистора 15. Изменение напряжения на базе транзистора 15 повторяется в эмиттере это- го транзистора 16, Граничная частота усиления указан ных транзисторов значительно вьше полосы рабочих частот компаратора. В этом случае задержкой срабатывания транзисторов можно пренебречь н считать, что напряжение на базе, эмиттере и коллекторе транзисторов 16 и 20 (18 и 22) изменяется одновре менно и с одинаковой амплитудой. В результате напряжение на базе и коллекторе транзисторов 16 и 20 (18 и 22) изменяется синфазно, т.е. форма, полярность и амплитуда напряжения на коллекторе такая же, как и на базе„ Таким образом, в любой момент времени разность напряжений на базе и коллекторе транзисторов 16 и 20 (18 и 22) сохраняется постоянной, равной напряжению стабилизации ста; билитронов 23 и 24 (25 и 26), и перезаряд емкости коллектор - база не происходит. Эквивалентная емкость коллектора каждого из транзисторов 16, 20 и 18, 22 составляет 0,1 емкости коллектор,- база, а эквивалентная емкость эмиттера составляет 0,05 емкости эмиттера. Таким образом, предлагаемый аналоговьш компаратор позволяет получить большее быстродействие, чем у известного компаратора при сохранении высокой чувствительности, что позволяет использовать предлагаемый аналоговьш компаратор в приборах для измерения параметров коротких импулЬсов с высокой частотой следования (до 300 МГц). Погрешность измерения при этом уменьшается. При технической реализации.анадогового компаратора могут появиться паразитные емкости в цепях стоков полевых транзисторов 1 и 2. Уменьшить влияние паразитной емкости монтажа можно путем введения электрического экрана, охватывающего цепь сток транзистора 1 - база транзистора 1 6 - -фотодиоды 8 и 12 - база транзистора 20 в одном плече. Диалогичная цепь в другом плече . При этом экраны необходимо подключить к выходам компаратора. Для обеспечения прохождения света от светодиодов 7 и 11 экраны должны быть сетчатыми или выполнены из прозрачной окиси олова. Действие экрана заключается в следующем. Выходные сопротивления компаратора имеют малые значения, поэтому постоянная времени установления напряжения на экране, подключенном к выходным шинам, меньше времени установления полезного сигнала, т.е. постоянную времени установления напряжения на экране можно не учитывать и.считать, что напряжение на.экране изменится так же, как и в стоках транзисторов 1 и 2, практически без задержки. Таким образом, напряжение между экранами, охватываемыми цепями, не измен ;ется во времени, перезаряд емкости между экраном и охватываемой цепью не происходит. Таким образом, если при изготовении аналогового компаратора обраовалась паразитная емкость монтажа, о для повышения быстродействия комаратора целесообразно применить кранирование цепей и экран подклюить к выходу.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Эмиттерный повторитель | 1985 |
|
SU1256149A1 |
Коммутирующее устройство | 1991 |
|
SU1829114A1 |
Аналоговое запоминающее устройство | 1980 |
|
SU868840A1 |
Эмиттерный повторитель | 1983 |
|
SU1084967A1 |
ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (ВАРИАНТЫ) | 1994 |
|
RU2076441C1 |
ГАЛЬВАНИЧЕСКИ ИЗОЛИРОВАННЫЙ КОМПАРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ПИТАНИЕМ ОТ ВХОДНОГО СИГНАЛА | 2015 |
|
RU2595536C1 |
Стабилизатор напряжения | 2022 |
|
RU2795045C1 |
Стабилизатор напряжения | 2023 |
|
RU2795284C1 |
Абонентский комплект | 1991 |
|
SU1808171A3 |
Стабилизатор напряжения | 2023 |
|
RU2797324C1 |
АНАЛОГОВЬЙ КОЬШАРATOP, содержащий входной дифференциальный ус1шительный каскад на двух полевых транзисторах с генератором тока в цепи истоков, нагрузочные резисторы и шины питания, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения быстродействия, в введены два оптррна,.токозадающий резистор и два эмиттерных повторителя, каждый из которых состоит из двух р - п - р и двух п - р - п-транзисторов, двух источников тока, двух стабилитронов и двух стабилизирующих резисторов, причем эмиттер первого р - п - ртранэистора через первьй стабилизируняций резистор, а эмиттер первого п - р -п транзистора через второй стабипизирукяц1гй резистор .подключены .к выходной шине, которая через первый стабилитрон подключена к базе второго .р - п - р-транзистора и через второй стабилитронк ба:зе BTopioГо п - р - п-транзистора, между коллектором и базой которого включен первый источник тока, а .между коллектором и базой второго р - п - р-транзистора включен второй источник тока, причем коллектор второго п - р - птранзистора подключен к первой шине питания J а коллектор второго р - п р-транзистора - к второй шине питания, при этом сток первого полевого транзистора подключен к базе первого р - п - р-транзистора первого эмит- терного повторителя и первому выходу первого оптрона, второй .выход которого подключен к первому выходу второго оптрона, второй выход которого подключен к базе первого п - р - птранзистора первого змиттерного повторителя и через первый нагрузочный резистор к первой шине питания, а сток второго полевого транзистора (Л подключен к базе первого р - п - рс транзистора второго эмиттерного повторителя и к третьему выходу первого оптрона, четверть вьпсод которого подключен к третьему выходу второ1ГО оптрона, четвертьпЧ выход которого подключен к базе первого п - р - п ел 1 транзистора втор.ого змиттерного повторителя и через второй нагрузочСП ньй резистор к первой шине питан1 я, кэ причем первьш вход первого оптрона подключен к второй шине питания, второй вход подключен к первому входу второго оптрона, второй вход которого через токо.задающий резистор подключен к первой тайне питания, а коллекторы первых :: - р - п- и р - п - р-транзисторов эмиттерных повторителей подключены к эмиттерам вторых п - р-п-и р - п - р-транзистЬров.
Компаратор | 1977 |
|
SU690622A1 |
Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
Аналоговый компаратор | 1978 |
|
SU784815A3 |
Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
Авторы
Даты
1985-05-23—Публикация
1982-10-11—Подача