Компаратор Советский патент 1980 года по МПК G05B1/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей. Известны компараторы, которые построены на основе операционных усилителей l . Обладая высокой чув ствительностью и точностью, такие компараторы имеют невысокое быстродействие. Другим недостатком компараторов на основе операционных усилителей является наличие достаточно большого числа внешних дискретных элементов, которые необходимы для развязки питающих напряжений, устра йенця различных необходимых для развязки питающих напряжений, устра нения различных паразитных генераци введения цепей коррекции в обратно связи. Известны также интегральные компараторы, обладающие высокой чувствительностью, точностью и быстродей ствием 21. Однако эти компараторы сложны и соответственно дорогостоящие . Известны компараторы, содержащие дифференциальный усилитель, запомиг ающий RS-триггер, резисторы,строби

Wi lU nefe:-- Жж15 1 руемый пороговый блок, состоящий из двух логических элементов ИЛИ-НЕ Недостатками такого компаратора являются невысокое быстродействие и малая ч.вствительность. Целью изобретения является ПОЕЫшение быстродействия и чувствительности компаратора. Для достижения указанной цели в компаратор, содержащий дифференциальный усилитель, запоминающий RSтриггер, резисторы, стробируемый порогойый блок, сост1рящий из двух логических элементов ИЛИ-НЕ, первые входы которых подключены к стробирующему входу, вторые входы - к соответствующим выходам дифференциальнбго усилителя, а выходы - к входам запоминающего RS -триггера, введены два логических элемента ИЛИ, выходы которых через резисторы, а первые входы непосредственно подключены к выходам дифференциального усилителя-, при этом второй вход каждого логического элемента ИЛИ подключен к третьему входу одного логического элемента ИЛИ-НЕ стробируемого порогового блока и выходу другого логического

элемента ИЛИ-НЕ, а третьи входы логических элементов ИЛИ подключены к стробирующему входу. :-..-,.:/На ччертеже представлены функциональная схема компаратора.

Компаратор содержит дифференциальный усилитель 1, запоминающий RS-триггер 2, стробируемый порбговый блок 3/ состоящий из двух логических элементов ИЛИ-НЕ 4 и 5, логические элементы ИЛИ 6 и 7, р езисторы 8 и 9.

Компаратор работает следующим образом.

До поступления стробирующего импульса пороговый блок 3 симметрировано по выходным напряжениям за счет подачи на его входы уровня логической 1. При этом с выходов порогового блока снимаются уровни логического О, .которые не влияют на Ьостояние запоминающего RS-триггера 2. Подключение нагрузочных резисторов 8, 9, дифференциального усилителя 1 к выходам логических элементов ИЛИ б, 7 необходимо для обеспечения исходного (порогового) уровня напрязкёййя на входаз порогового блока; йри равенстве напряжений на входах компаратора .,

При поступлении отрицательного строб-импульса пороговый блок 3 переходит в состояние, определяемое разностью входных напряжений компаратора, усиленной дифференциальным усилителем 1. Выходные уровни порогового блока становятся резко различными и обеспечйвают устайовку эапомЙнайщего R -триггера 2 в определенное состояние. Так как в цепях положителной обратной связи порогового блока отсутствуют резистивные делители напряжения, то чувствительность и быстродействие предлагаемого компаратора оказываются выше, чем у известного устройства.

Таким образом, введение Двух ческйх элементов ИЛИ,вхЬды к 5тбрых подключены параллельно входам соответствующих логических элементов порогового блока, а выходы через резисторы, являющиеся нагрузками дифференциального усилителя, подключены соответственно к шинам, соединяющим выходы дифференциального

усилителя и входы порогового блока, а также замена резистивной положительной обратной связи между логическими элементами в пороговом блоке на непосредственную позволяют повысить в 3-5 раз быстродействие компаратора при малых значениях разности входных напряжений, что приводит к возрастанию в 2-4 раза его чувствительности при малых длительностях стробирующих импульсов..

Формул а изобретения

Компаратор, содержащий дифференциальный усилитель, запоминающий

Rs-триггер, резисторы, стробируемый пороговый блок, состоящий из двух логических элементов ИЛИ-НЕ, первые входы которых подключены к стробирующему входу, вторые входы - к соответствующим выходам дифференциального усилителя, а выходы - к входам запоминающего RS -триггера, о т л ичающи-йся тем, что, с целью повышения быстродействия и чувствительности компаратора, в него введены два логических элемента ИЛИ, выходы которых через резисторы, а первые входы непосредственно подключены к выходам дифференциального усилителя, при этом второй вход каждого

логического. элемента ИЛИ подключен к третьему.входу одного логического элемента ИЛИ-НЕ стробируемого порогового блока и выходу другого логического элемента , а третьи входы логических элементов ИЛИ подклю,чены к стробирутащему входу.

Источники информации, принятые .вр внимание при экспертизе

1.Проектирование и применение операционных усилителей. Под.ред.

Дж. Грэма. М., Мир, 1974, с. 389.

2.Джайлз, Силз. Точный быс тродействующий компаратор.- Электрони а, 1972,, 21, с. 59..

З.АлёКсандрин В.И.и др.Сравнивающие устройства быстродействующих преобразоватедтей конвейерного .типагВ кн. Проблема создания преобразователей формы информации(Материалы It Всесоюзного симпозиума).Киев, Наукова

думка, 1973, с. 395 (прототип).