Компаратор напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05B1/01 H03K5/24 

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям и может быть использовано при пос троении устройств анализа.

Целью изобретения является умень- шение потребляемой мощности.

На фиг.1 представлена структурная схема компаратора напряжений; на фиг.2 - временная диаграмма работы ключей.

Компаратор напряжений содержит первый и второй инвертирующие усилители 1 и 2, выход первого из которых подключен к входу второго через первый конденсатор 3, первый и вто-г рой ключи 4 и 5, выхода которых подключены к входу первого инвертирующего усилителя 1 через второй конденсатор 6, третий и четвертый ключи 7 и 8, подсоединенные соответственно меж- ду входом и выходом первого и второго инвертирующего усилителя I и 2, пятый ключ 9, подключенный между входом первого инвертирующего усилителя 1 л выходом второго инвертирующего усияй- теля 2, и шестой ключ 10, подключенный между выходом первого и входом второго инвертирующего усилителей 1 и 2, при зтом вход первого ключа 4 соединен с входной шиной 11 опорного напряжения, а вход второго ключа 5 соединен с входной шиной 12 измеряемого напряжения, причем выход второго инвертирующего усилителя 2 подключен к выходной шине 13. Шины 14 и 13 являются шинами положительного и отрицательного напряжения соответственно .

Устройство работает следующим образок;.

В начальный момент времени первый 4, третий 7 и четвертый 8 ключи замкнуты, а остальные ключи paзo acнy- ты, при этом на входах инвертирую- усилителей 1 и 2, закороченных с их выходами, устанавливается некоторое фиксированное напряжение смещения близкое к половине напряжения питания, при этом конденсатор 6 заряжается до напряжения, равного раз- ности опорного напряжения и напряжения смещения первого инвертирующего усилителя 1, а конденсатор 3 до напряжения, равного разиости напряжений смещения первого 1 и второго 2 инвертирующих усилителей. Затем ключи 4, 7 и 8 размыкаются, а второй ключ 5 замыкается, пятый 9 и шестой

10 ключи при этом остаются разомкнутыми. Вывод конденсатора 6, связанный с выходом ключа 5, заряжается до уровня измеряемого напряжения. Перепад напряжения, равный разности из- меряемого и опорного напряжений (Ийи оп ) . усиливается усилителем с емкостной связью, содержащим ин- вертирукмцие усилители 1 и 2 и конденсаторы 3 и 6, и на выходной шине 13 устанавливается уровень напряжения, равный

УЬЬ.Х (UHJM- V

где К, Kj - коэффициенты усиления первого и второго ин- ,вертирующих усилителей

1 и 2.

Затем замыкаются пятый 9 и шестой 10 ключи, образуя из инвертирующих усилителей 1 и 2 триггерную схему, остальные ключи при этом разомкнуты. Поскольку равновесие плеч . триггера нарушено наличием на выходе инвертирующего усилителя 2 напряжения и, , триггер опрокидывается в устойчивое состояние, определяемое этим напряжением.

При положительной разности UHJM - - Uo на выходной пшне 13 формирую ется высокий уровень напряжения, близкий к положительному напряжению питания (I), в этом случае h-канальный транзистор инвертирующего усилителя 1 полностью открыт, а Р-канальный транзистор закрыт, Р-канальный транзистор инвертирующего усилителя 2 полностью открыт, а h-канальный транзистор закрыт. Сквозные токи, таким образом., отсутствуют .

Аналогично, при отрицательной разности UHJM Uon на выходной шине 13 формируется уровень напряжения, близкий к отрицательному напряжению питания (О), в этом слу чае сквозные токи отсутствуют.

Предлагаемый компаратор напряжений позволяет избавиться от сквозных токов инвертирующих усилителей по крайней мере в течение части рабочее го цикла, а следовательно снизить потребляемую компаратором мощность.

Формула изобретения

Компаратор напряжения, содержащий два инвертирующих усилителя, выход первого из которых подключен к входу второго через первый конденсатор, и первый и второй ключи, входы которых соединены с входными зпинами измеряемого опорного напряжений, а выходы подключены через второй коненсатор к входу первого инверти- рующего усилителя, третий и четвертый ключи подключены между входом и выходом соответственно перврго и второго инвертирующих усилителей, а вы

ход второго инвертирукщего усилителя соединен с в1|Псодной шиной, отличающейся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введены пятый и шестой ключи, при этом пятый ключ подключен между входом первого и выходом второт го инвертирующего усилителя, а шестой ключ - меящу выходами первого и второго инвертирующих уСи- лителей.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испдльзо- вано при построении устройств анализа. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности. Устройство содержит инвертирующие усилители 1 и 2, конденсаторы 3 и 6, ключи 4, 5, 7, 8, 9 и 10, входную шину 11 опорного напряжения, входную щину 12 измеряемого напряжения, выходную шину 13 и шины 14 и 15 положительного и отрицательного напряжения соответственно. Введение ключей 9 и 10 и образование новых связей между элементами устройства позволяет избавиться от сквозных токов инвертирующих усилителей по Крайней мере в течение части рабочего цикла. 2 ил.

/га4

К2

%

K5.S

Составитель Н.Маркин Редактор К.Волощук Техред И.Попович Корректор: А.Зимокосов

Заказ 2286/48Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фиг. 2