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

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в аналогй-цифровых преобразователях, пороговых устройствах обнаружения си налов, дискретных следящих систем. Известен компаратор ЛИ685, содержащий два дифференциальных усилителя, стробируемый триггер, выходной эмиттерный повторитель u-l. Этот ком паратор обладает недостаточно высокой динамической чувствительностью. Известно таюке устройство сравнения, содержа11ее дифференциальный уси литель, прямой выход которого через усилитель-инвертор соединен с RS-три гером Г2 Целью изобретения является повыше ние динамической чувствительности устройства сравнения. Для достижения этого в устройство сравнения, содержащее дифференциальный усилитель, прямой выход которого через усилитель-инвертор соединен с RS-триггером, введены переходная RC-цепь, вентиль, резистор и накопительный конденсатор, причем между инверсным выходом дифференциального усилителя и дополнительным S-входом RS-триггера через переходную RC-цепь включен вентиль, дополнительный вход RS-триггера соединен через резистор с источником питания и через накопительный конденсатор с общей шиной. На чертеже представлена функциональная схема устройства сравнения. Устройство сравнения содержит последовательно включенные дифференциальный усилитель 1, усилитель-инвертор 2, RS-триггер 3. Между инверсным выходом дифференциального усилителя 1 и дополнительным входом S2 RS-триггера 3 через переходную RC-цепь, конденсатор 4 и резистор 5 включен вентиль-диод 6, кроме того, дополнительный вход S2 соединен через резистор 7 с источником питания 8 и через накопительный конденсатор 9 - с общей шиной. При входном напряжении U;( меньшим U(jn на прямом выходе дифференциального усилителя 1 действует низкий уровень напряжения, а на выходе усилителя-инвертора 2 - высокий , близкий к уровню логической единицы RS-триггера 3. С помощью сигнала Уст О RSтриггер 3 предварительно установлен в исходное (нулевое; состояние. Через диод 6 и резистор-5 протекает ток, создающий на входе 52 RS-триггера 3 напряжение, несколько превосходящее пороговое напряжение логической единицы. Это осуществляется подбором резисторов 5 и 7. При использовании для построения RS-триггера 3 логических элементов, имеющих входной ток логического нуля ( например, типа ТТЛ), резистор 7 мож но исключить. в этом случае ток, про текающий через диод 6 и резистор 5, является током логического нуля, а выбор соответствующего напряжения осуществляется только за счет измене ния сопротивления резистора 5. Работа устройства для случая применения логических элементов типа ТТ заключается в следующем. При превыше нии напряжения U над UOP f происходи разряд накопительного конденсатора 9 через диод 6, переходной KOHfieHcaTop 4 и инверсный ,выход дифференциального усилителя Д. Этот процесс происхо дит с постоянной времени, определяемой емкостью накопительного конденсатора 9, прямым сопротивлением диода 6 и выходным сопротивлением дифференциального усилителя 1. Одновременно с прямого выхода диф ференциального усилителя 1 через усилитель-инвертор 2 подается управляющий сигнал на вход S1 RS-триг-гера 3. Начинается процесс переключения К5-т2)иггера. Если усилительинвертор 2 имеет коэффициент усиления больше 1, входной ток логического нуля RS-триггера 3 будет протекат в основном через вход S1. Ток по входу S2 будет практически отсутствовать. Благодаря этому улучшаются условия разряда накопительного конденсатора 9 . Когда напряжение Ux становится вновь меньше Uon и диод б закрывается положительным перепадом с инверсн го выхода диффере нциального усилителя 1, на входе sT вновь устанавливается напряжение логической единицы. При этом входной ток логического нуля. RS-триггера 3 переключается на вход S2. Начинается заряд накопительного конденсатора 9 входным токо логического нуля RS-триггера до исходного уровня. в течение заряда конденсатора 9 на входе S2 RS-триггера сохраняется условие логического нуля, т.е. процесс переключения RS-триггера 3 продолжается. Емкость накопительного конденсатора 9 выбирается такой, чтобы сумма времени превышения входного сигнала DX над опорньвл UQ, и времени заряда конденсатора 9 была бы не меньше времени задержки срабатывания устройства сравнения. В этом случае RS-триггер 3 надежно сработает. Сравнительные испытания данного устройства с известным показывают, что за счет включения указанных выше элементов, обеспечивается надежное срабатывание RS-триггера при уменьшении времени превышения входного сигнала над опорным напряжением в 3-6 раз (в зависимости от серии используемых элементов) . Это позволяет использовать предлагаемое устройство прежде всего в пороговых схемах обнаружения сигналов и дискретных следящих системах. Формула изобретения Устройство сравнения, содержащее дифференциальный усилитель, прямой выход которого через усилитель-инвертор соединен с RS-триггером, о тличающееся тем, что, с целью повышения динамической чувстви- . тельности, в него введены переходная RC-цепь, вентиль, резистор и накопительный конденсатор, причем между инверсным выходом дифференциального усилителя и дополнительным Sвходом RS-триггера через переходную RC-цепь включен вентиль, дополнительный вход RS-триггера соединен через резистор с источником питания и через накопительный конденсатор с общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Джейлз, Силз. Точный быстродействующий компаратор. - Электроника, 1972, № 21, с. 59. 2.Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Межвузовский тематический научный сборник. - Таганрог, 1974, вып. 1, с. 168.