Устройство сравнения Советский патент 1980 года по МПК G01R17/00 G05B1/01 

1Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано в устройствах для сравнения напряжений.

Известно устройство сравнения, содержащее входную, промежуточную и выходную дифференциальные пары тран зисторов, причем коллекторы транэисторов выходной дифференциальной пары подк.пючены через туннельные диоды к шине нулевого потенциала, абазы - к коллекторам транзисторов промежуточной дифференциальной пары, эмиттеры которых подключены к шине источника питания через коммутатор на транзисторе, между базой и эмит.тером которого включен транзистор в диодном включении, коллекторы соеДинены между собой транзисторами в диодном включении, эмиттеры которых подсоединены к шине источника питания через элемент смещения, а базы подключены к коллектоЕ)ам транзисторов входной дифференциальной пары транзисторов, эмиттерами подключенных к шине источника питания через источник Tofca, а в коллекторные цепи включены резисторы, генератор

стробируюших импульсов и дополнительные транзисторы 11J,

Однако это устройство имеет недостаточную надежность из-за большого числа источником стабилизированного тока и наличия смещающей цепи из стабилитронов, что усложняет схему, увеличивает питающие напряжения, повышает мощность рассеяния на элементах схемы.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Для этого в устройстве сравнения, содержащем входную, промежуточную и выходную дифференциальные пары транзисторов, причем коллекторы транз сторов выходной дифференциальной пары подключены Через туннельные диоды к шине нулевого потенциала, а базы - к коллекторам т занзисторов промежуточной дифференциальной пары, эмиттеры .которых подключены- к первой шине источника питания через комму.татор на транзисторе, между базой и эмиттером которого включен транзистор в диодном включении, коллекторы соединены между собой транзисторами в диодном включении, эмиттеры которых подсоединены к второй шине источника

питания через элемент смещения,а базы подключены к -коллекторам транзисторов входной дифференциальной пары транзисторов, эмиттерами подключенных к второй шине источника питания iepes источник тока, а в коллекторные цепи включены резисторы, генератор стробирующих импульсов и дополнительные транзисторы, к общей точке резисторов входной дифференциальной пары подсоединена база транзистора коммутатора, а коллекторы транзисторов промежуточной дифференциальной пары подключены к коллекторам дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к шине источника питания, а базы к выходу генератора стробирующих.импульсов, эмиттеры транзисторов выходной дифференциальной пары подключены к второй шине источника питания.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство сравнения содержит входную пару транзисторов 1 и 2,,про мёжуточную пару транзисторов 3 и 4, выходную пару транзисторов 5 и 6 (пары дифференциальные), туннельные диоды 7 и 8, коммутат ор на транзисторе 9, транзисторы 10-12 в диодном включении, элемент 13 смещения, источник 14 тока, генератора 15 стробирующих импульсов, дополнительные транзисторы 16 и 17, резисторы 18 и 19, шины 20 и 21 источника питания, причем шина 20, соединена с эмиттерами транзисторов 9 и 12--, базы которых соединены с коллектором транзистора 12 и общей точкой резисторов 18 и 19, Другие выводы которых соединены с коллекторами соответственно транзисторов 1 и 2, подключенных к базам соответственно транзисторов 3 и 4, эмиттеры которых соединены с коллектором транзистора 9,

а коллекторы соединены соответственно с коллекторами транзисторов 10 и 11, эмиттеры которых через элемент 13 соединены с ш.иной 21, соединенной

-с эмиттерами транзисторов 16.и 17 и подключенной через источник 14 к эмиттерам транзисторов 1 и 2; базы транзисторов 16 и 17 соединены с выходом генератора 15, а их коллекторы соединены с базами соответственно -транзисторов 10 и 11, соединенными , с базами транзисторов 5 и 6, эмиттеры которых соединены с шиной 21,

а коллекторы соответственно через диоды 7 и 8 соединены с шиной нуле-, вогопотенциала.

Устройство сравнивания работает следующим образом.

Дифференциальное напряжение, рбразова нное разнЪстью входного и опорного напряжений на базах транзисторов 1 и 2,.усиливается. При этом суммарный коллекторный ток транзисторов 1 и 2 создает постоянную вели чину смещения на транзисторе12, что обуславливает стабильный ток коллектора транзистора 9.

В соответствии с величиной усиленного дифференциального сигнала, снимаемого с резисторов 18 и 19, ток транзистора 9 перераспределяется между коллекторами транзисторов 3 и 4.

В отсутствие стробирующего импульса с генератора 15 коллекторные токи транзисторов 3 и 4 проходят через открытые транзисторы 16 и 17, в результате транзисторы 5 и 6- оказываются закрытыми,и ток через туннельные диоды 7 и 8 не проходит.

При наличии стробирующего импульса транзисторы 16, 17 закрываются, и коллекторные токи транзисторов 3 и 4 проходят через транзисторы 10 и 11 и создают на них соответственно падения напряжений и Щ-). Напряжения и и для случая нулевого.падения напряжения и на элементе 13 обуславливают токи через коллекторы транзисторов 5 и 6.

В случае идентичных транзисторов |1-6 и 10, 11, токи через коллекторы транзисторов 5 и 6 равны токам через коллекторы транзисторов 3 и 4.

Если на элементе смешения 13 имеется некоторое напряжение смещения величины токов через транзисторы 5 и б будут обуславливаться суммарными напряжениями UCM , Hl Ug, . Установка элемента 13 между эмиттерами транзисторов 10, 11 и 5, 6 позволяет получить усилие тока выходнрй дифференциа.льной парой на транзисторах 5 и 6 с коэффициентом передачи тока иск. Сумма токов транзисторов 5 и 6 при этом сохраняется постоянной. Дифференциальное напряжение на транзисторах 10 и 11 повторяет дифференциальное напряжение на входе промежуточной дифференциальной пары на транзисторах 3 и 4 и управляет транзисторами 5 и 6 выходной дифференциальной пары, в общей эмиттерной цепи которой формируется стабилизированный ток, величина которого опредед.яЕТся током транзистора 9. Смещающий элемент 13 сохраняет свойства дифференциального каскада с источником тока в эмиттерной цепи. При этом сокращается, число источников стабилизированного тока и исключается необходимость исползования цепи смещения из стабилитронов .

Токи, генерируемые в эмиттерные цепи выходной дифференциальной пары, распределяются между транзисторов 5 и 6 в соответствий с величиной разности входного и опорного напряжения.

При достижении током коллектора, например, транзистора 5 величины пи