Устройство сравнения Советский патент 1981 года по МПК G05B1/01 H03K5/22 

(54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в различных областях науки и техники для сравнения с порогом разности двух широкополосных электрических сигналов. Известен импульсный нуль-орган, позволяющий сравнивать сигналы с порогом, содержит два транзистора, соединенные между собой обратными связями таким образом, что при подаче стробирующего сигнала один из транзисторов переходит в открытое состояние, а другой - в закрытое. При этом открытым остается тот транзистор, .на базу которого подай больший отрицательный потенциал 1. Недостатком известной схемы сравнения является малое быстродействие. Это вызвано тем, что в известной схеме используются в качестве активных элементов транаисторы, т. е. элементы, обладаюш,Ие значительно меньшим быстродействием, чем туннельные диоды. Известно также устройство сравнения, содержащее два туннельных диода, два входных резистора, подключенные первыми выводами к шинам входных сигналов, и генератор стробирующего сигнала 2. Недостатками известного устройства сравнения является то, что он не может сравнивать с порогом разность двух вхоД ных сигналов, и то, что порог устройства сравнения сильно зависит от внутреннего сопротивления источника сигнала. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей схемы сравнения, т. е. обеспечение возможности сравнения с порогом разности двух входных сигналов. Это достигается тем, что в устройство сравнения, содержащее два туннельных диода, два входных резистора, подключенных первыми выводами к шинам входных сигналов, и генератор стробирующего сигнала, введены два резистивяых делителя напряжения и резисторы, при этом анод первого туннельного диода через первый резистор соединен с прямым выходом генератора стробирующего сигнала и через первый резистивный делитель напря жения - с катодом второго туннельного диода, подключенного через второй резистор к инверсному выходу генератора стробирующего сигнала, а катод первого туннельного диода через третий резистор соединен с шиной нулевого потенциала и через второй делитель напряжения - с анодом второго туннельного диода, соединенного через четвертый резистор с шиной нулевого потенциала, средние точки резистивных делителей напряжения соединены со вторыми выводами входных резисторов.

На чертеже изображено .предлагаемое устройство.

Выход генератора 1, с которого поступает положительный стробирующий сигнал, через резистор 2 соединен -с анодом туйнельного диода 3, катод которого через резистор 4 соединен с шияой нулевого потенциала. Инверсный выход генератора /, с котораго поступает отрицательный стробирующ.нй сигнал, через резистор 5 соединен с катодом туннельного диода 6, анод которого через резистор 7 заземлен. Анод каждого из диодов соединен с катодом другого диода через резистявные делители, состоящие ,из резисторов 8, 9 и 10, 11. К средним точкам делителей подключены входные резисторы 12 и 13.

В случае сравнения с порогом суммы сигналов, каждый из сигналов подается на среднюю точку делителя через отдельный резистор. Одна яз средних точек делителей служит выходом устройства сравнения.

Устройство сравнения может сравнивать с порогом один сигнал, сумму нескольких сигналов и разность двух сигналов.

При срав-неняи одного сигнала с порогом с прямого выхода генератора / через резистор 2 на туннельный диод 3 .поступает положительный фронт стробирующего сигнала УЬ а с инверсного выхода генератора / через резистор 5 на туннельный диод 6 поступает инверсный (отрицательный) фронт стробирующего сигнала Vg- Токи стробоигналов замыкаются на шину нулевого потенциала через резисторы 4 и 7. Входной сигнал f/i через входной резистор 12 поступает на среднюю точку делителя, состоящего из резисторов 8 и 9. Под .воздействием .всех выще указанных сигналов через туннельные диоды протекают токи /а, и 1дг- В зависимости от велич;ины входного сигнала U в одном из туннельных диодов ток первыим достигает значения пикового тока диода. Этот туннельный диод переключается и по цепи, создаваемой резистивньгми делителями из рез.исторов 8, 9 и 10, 11, .запрещает переключение другого диода. .Пр.и этом на выходе устройства сравнения появляется сигнал. Если переключается туннельный диод 3, на выходе устройства сравнения появляется положительный сигнал. Это свидетельствует о том, что входной сигнал f/i больше порога устройства сравнения. Если переключается туннельный диод 6, то на выходе устройства сравнения появляется отрицательный сигнал. Это свидетельствует о том, что входной сигнал /i меньше порога устройства сравнения.

Если с порогом нео.бходимо сравнивать сумму нескольких сигналов, то каждый из сигналов через отдельный входной резистор

подает .на среднюю точку делителя. При этом устройство .работает аналогично тому как было описано .выше. Если суМ)Ма сигналов больше порога, то срабатывает диод 3, а если сумма сигналов меньше порога, срабатывает диод 6.

Для сравнения с порогом разности двух входных ой.гналов б ,-Uz .на входной резистор 12 подают сигнал И, а на входной резистор 13 - входной сигнал f/2- Входной сигнал f/i способствует .переключению туннельного диода 3, а входной сигнал /2 - переключению туннельного диода €. Если разность входных сигналов больще порога устройства сравнения, то переключается диод и на .выходе устройства сравнения появляется положительный сигнал. Если же разность входных сигналов меньше порога устройства сравнения, то переключается диод 6 и на выходе устройства сравнеиия .появляется отрицательный сигнал.

Кроме более 1Ш.ироких функциональных возможностей, преимуществом предлагаеiMoro устройства сравнения является меньшая чувствительность порога к изменению внутреннего сопротивления источника сигнала. .Это преимущество получено за счет симметрии устройства сра.внения. В предлагаемом устройстве .входные сигналы подаются на .средние точки делителей из .резисторо.в 8, 9 и 10, . .При таком включении внутренние сопротивления источников сигналов Ui VL Uz в оди.нако-вой мере шунтируют оба туннельных диода. Поэтому зависимость порога от изменения одного или обоих .внутренних сопротивлений источников сигналов в значительной мере взаимно гкомпенсируется.

Формула изобретения

Устройство сравнения, содержащее два туннельных диода, два входных .резистора, подключенных первыми выводам.и к шинам входных сигналов, и генератор стробирующего сигнала, отличающееся тем, что, с делью расширения функциональных возможностей, в него введены два рез.ист ивных делителя напряжения и резисторы, при этом анод первого туннельного диода через первый резистор соединен с прямым выходом генератора стробирующего сигнала и через первый резист.ивный делитель .напряжения - с катодом второго туннельного диода, додключепного через второй резистор к инверсному выходу генератора стробирующего сигнала, а катод первого туннельного диода через третий резистор соединен с шиной .нулевого потенциала и через второй делитель напряжения - с анодом второго туннельного диода, соединенного через четвертый резисто.р с шиной нулевого потенциала, средние точки резистивных делителей напряЖвяия соединены со вторыми выводами входных резнсторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:5

20 п« D

д 9 2. Патент Японии № 40442, кл. 98(5) СО, 1966 (прототип).