Двухпороговый компаратор однополярных напряжений Советский патент 1991 года по МПК G05B1/01 

Изобретение может быть использовано в радиотехнических цепях, где требуется сравнение входных напряжений и выработка выходного напряжения, а также может использоваться при согласовании с логическими элементами и в устройствах допуско- вого контроля,

Целью изобретения является упрощение устройства и упрощение установки порогов срабатывания.

Цель достигается за счет сокращения числа элементов в устройстве и уменьшения взаимного влияния уровней верхнего и нижнего порогов срабатывания компаратора.

На чертеже приведена схема компаратора.

Схема содержит токозадающий резистор 1, первый 2 и второй 3 элементы с односторонней проводимостью, два делителя 4 и 5 напряжений, операционный усилитель 6, шину входного 7 и выходного 8 сигналов, положительную шину 9 опорного источника напряжения, общую шину 10.

Компаратор работает следующим образом.

Пока входное напряжение на шине 7 входного сигнала ниже нижнего порога срабатывания UBX UH, элементы 2 и 3 с односторонней проводимостью закрыты. На инвертирующем входе операционного усилителя присутствует напряжение, снимаемое с делителя 5 напряжения, равное UH UHHT N5, где NS - коэффициент делителя 5 напряжения. На шине 8 выходного сигнала компаратора устанавливается отрицательное напряжение - UHac. Когда UBX UH элементы 2 и 3 с односторонней проводимостью будут по-прежнему закрыты, на выходе компаратора установится напряжение +Унас. Если входной сигнал растет, элемент 3 с односторонней проводимостью открывается и таким образом начинается стабилизация (прекращается рост) напряжения на неинвертирующем входе, выходное напряжение по-прежнему остается +UHac.

Дальнейший рост входного сигнала приводит к UBX UB - верхнего порога срабатывания определяемого как Us U + U2 + + инит (N4 + Ns), где N4, NS - коэффициенты делителей 4 и 5 напряжений, a Ui и U2 - падение напряжений на элементах 2 и 3,

О

1 ю

4Ь О

сл

открывается элемент с односторонней проводимостью 2 и напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя становится больше, чем на неинвертирую- щем входе, на выходе компаратора устанав- лизается .

При смене полярности входного сигна- па необходимо изменить знак напряжения, подаваемого на входы делителей напряжения, а полярность включения элементов с односторонней проводимостью - на противоположную. Дифференциальная разность на входах операционного усилителя, от которого зависит выходное напряжение компаратора, определяется только UH, a Ue UHHT CNU 4 N5), так как IJ2 I -Da I , отсюда следует, что пороги срабатывания могут быть сколь угодно близкими друг к другу, поскольку DH может быть выбрано сколь угодно малым. Величина нижнего порога срабатывания компаратора не зависит от величины его верхнего порога. Это упрощает настройку компаратора.

Формула изобретения Двухпороговый компаратор однополяр- пых напряжений, содержащий операционный усилитель, первый элемент с односторонней проводимостью, токозадающий резистор, причем катод первого элемента с односторонней проводимостью соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а вход компаратора соединен с одним из выводов токозадающего резистора, отличающийся тем, что, с целью упрощения компаратора и установки порогов срабатывания, в него введены два делителя напряжений и второй элемент с односторонней проводимостью, при этом вход компаратора соединен с анодом первого элемента с односторонней проводимостью, другой вывод токозадающего резистора соединен с анодом второго элемента с односторонней проводимостью и с неинвертирующим входом операционного усилителя, делители напряжения включены между положительной шиной опорного источника напряжения и общей шиной, выход первого делителя напряжения соединен с катодом второго элемента с односторонней проводимостью, а выход второго делителя напряжения -- с инвертирующим входом операционного усилителя.

Изобретение предназначено для сравнения изменяющихся во времени напряжений с двумя заданными пороговыми напряжениями. Целью изобретения является упрощение компаратора, а также упрощение установки порогов срабатывания. Цель достигается за счет сокращения числа элементов и уменьшения взаимного влияния уровней верхнего и нижнего порогов срабатывания компаратора 1 ил

2

Ј

7 О-сЬ

Е

юJ I

L Ь

+Unurn

6

8 -о

1 Г

J I

Ь

1

I J

Ю