Презентация, доклад на тему Кернеудің аналогты компараторлары

және салыстыру қорытындысын логикалық формада: көп немесе аз беретін интегралды сызбаларды айтады. Кернеу компараторы полярлық кернеуге сезімтал. Шығатын кернеу жоғары дәрежеде болады егер инвертирленген және инвертирланбаған сигналдар оң болса және керісінше, кернеулер теріс болып, ал компаратордың шығатын кернеуі логикалық нөлге Uшығу сәйкес болатын болса. Бұл анықтаманы келесідей жолмен жазады:

көрсетілген, ал компаратордың шартты схематикалық белгіленуі 9.1 б суретінде көрсетілген. Компаратор кернеуі негізгі кіретін сигналдар басқа әр түрлі мақсаттардағы қызметтік кіру жолдарына ие: баланстау, дәрежелерді анықтау және т.б.

дәрежелерді жылжытатын және сигналдарды күшейтетін құрылғыдан тұрады. Кіретін дифференциалды каскад сигналдың күшеюін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар ол ішкі резистор көмегімен баланстауды жүргізеді және жылжыйтын кернеуді нолдік дәрежеге шейін 1...2 мВ аралығында өзгертуге мүмкіндік береді. Баланстау көмегімен шығу жолының бастапқы мәнін орнатуға болады.

Ол үшін қашықтықтан қозғалту жолына импульсті сигнал беріледі. Салыстыру қорытындылары тек қана компаратордың шығу жолында қашықтықтан қозғалту кезінде немесе компаратор жадысының элементтерінде басқа импульс келгенге шейін сақталады. Қашықтықтан қозғалтатын компараторлар жадылы және жадысыз болуы мүмкін. Сонымен қатар, қашықтықтан қозғалту импульстің дәрежесіне немесе оның фронтына байланысты жүргізіледі. Қашықтықтан қозғалту фронтқа байланысты жүргізілсе құлдыраудың бағыты төменнен басталады.

9.1 суретінде көрсетілген. Қашықтықтан қозғалту импульсі өзгеретін кіру сигналымен бірдей мезетте келетін болса, онда оның фронтының минимальды ұзақтығы кіретін сигнал дифференциалды каскадтан жады ұяшығы қосылмай тұрып өтіп кететіндей болуы керек. Бұл уақытты әдетте таңдау уақыты деп атайды. Это время называют обычно временем разрешения выборки. Қашықтықтан қозғалтуды қолдану компаратордың қателіктен қорғау жолын жақсартады, себебі қателік компаратордың күйін тек қана аз уақыт ішінде өзгерте алады.

(в) бойынша шартты бейнесі

алуын қамтамасыз етеді, және кіретін сигналдардың жоғары дәрежесінде оның қанығуын ескереді. Содан басқа, жылжыту құрылғылары кернеуге және логикалық каскадтағы токқа сәйкес дәрежелерді орнатады. Соның арқасында компаратор тогының белгілі логикалы жұмысы қамтамасыз етіледі-ТТЛ, ЭСЛ немесе КМОП (Дәріс 12).

сипатталды. Негізгі шамаларды статикалық және динамикалық деп бөлуге болады. Статикалық шамаларға оның тұрақталған режимдегі қалпын анықтайтын шамалар жатады: шекті сезімталдық-минималды сигнал, оны компаратор көмегімен анықтауға болады және шығу жолында логикалық сигнал сияқты сақтауға болады;

сипаттамасын анықтайды (9.1 а суреті) ( бұл орын аустыруды өзгерту үшін баланстауды қолданады); • кіретін токтар I+вх және I-вх — компаратордың кіру жолында ағып өтетін токтар токи;•кіретін токтардың айырымы Iвх = I+вх - I-вх — қысқартылған кіру жолдары арқылы ағып өтетін токтар• гистерезиса кернеуі Ur — кіретін кернеудің артуы немесе кемуіне байланысты компаратордың іске қосуын қадағалайтын кернеулердің айырымы

қосылуын қадағалайтын Косс=20lg(UсинU/вх);• дифференциальды сигналға қатынасы Uк вх, кіретін кедергі - входное сопротивление — жіберілетін сигналдар үшін арналған толық кіретін кедергі; • шығатын логикалық дәрежелер- кернеудің мәндері U1вых U0вых; • шығатын ток Iвых — компараторды жүктеуге арналған ток. Компаратордың аталған кейбір статикалық шамаларыны оның қателіктер жиынтығына әсер етеді. Ондай шамаларға жатады: нолдік дәрежедегі орын ауыстыру кернеуі есм және оның температуралық коэффициенті dесм/dT, кіретін токтар Iкіру I және олардың айырымы, Uг гистерезиса кернеуі

болатынымен анықталады, ал U1 шығу күйінен U0шығу күйіне қайта оралу- Uвх2U кезінде болады. кіру1U-кіру2 = Uг айырымы гистерезиса кернеуі деп аталады. Гистерезиса кернеуі таңбасын өзгертсе, U компараторнының қателігіне толығымен жатады. Гистерезиса Uшығу U кезінде кіру =0 ақауын жоюға мүмкіндік беретін компараторда оң кері байланысты қолдануы арқасында пайда болады. Гистерезисаның пайда болуы U мәнін орнатуға мүмкіндік бермейтін белгісіздік зонасын анықтауға әкеліп соғады.

уақыты болып табылады. Кейде бұл уақытты компаратордың қайта қосу уақыты деп те атайды. Бұл уақытты U кіретін сигналынан бастап шығатын сигнал U1шығу немесе U0кіру дәрежесіне жеткенге дейін санайды. Uкіру кернеуін көбейткенде таралудың тежелу уақыты азаяды. 9.4а суретінде компаратордың U сигналының әр түрлі дәрежелеріндегі шығу = 2...20мВ өтпелі сипаттамалары көрсетілген. Келтірілген графикадан кіретін кернеуді өзгертсек тежелу уақыт шамамен 2,5 есе өзгеретінін байқауға болады. Таралу уақытынының тежелуінің кіретін сигналдың дәрежесіне тәуелділік графигі 9.4 б суретінде көрсетілген.

кіретін сигнал дәрежесіне тәуелділігі (б)

уақыт және стробтаудың максималды жиілігі. Стробталған компараторлардың сапасы таңдауға кеткен уақыт аз және мүмкін болатын жиілік шамасы көп болған сайын жоғары.Компараторлар классификациясы.

< 300нс, Ку < 100дБ);тез әрекет ететін (tзд.р < 30 нс); рецизионды (Ку > 100дБ, есм < Iвх3мВ, < 10нА). Сонымен қатар, компараторларды стробируемые и нестробируемые, жадылы және жадысыз.9.1 кестесінде екі тез әрекет ететін компараторлардың негізгі шамалары көрсетілген.
Екі компараторда үш дифференциалды каскадтан тұрады, ол біршама үлкен шекті сезімталдықты қамтамасыщ етеді.

та бұл компараторлардың ерекшелігі- олар қуатты аз қолданады, қоректену көзінің төменгі мөлшерінде жұмыс жасайды және бір бөлікте төрт компаратор орналасады.Мысалы, орта дәрежеде әрекет ететін төрт компаратор К1401СА2 және К1401СА1 типтерін қолданатын, 3мкс-тен аз таралу уақытына ие, пайдаланатын тогы 2мА, күшейткіш коэффициенті және нолдік дәрежеден ығысу 5мВ-дан төмен болады. Ортақ қолданатын көптеген компараторлар ашық коллекторы бар транзисторға ие, ол осы транзисторды ішкі қорек көзіне қосылуына мүмкіндік береді, мұндағы кернеу қолданатын логикаға байланысты таңдалады. Ішкі жүктемені компаратордың шығу жолына қосу сызбасы 9.5 а суретінде көрсетілген.

қосудың жоғары жылдамдығын қамтамасыз етеді. Прецизионды компараторлар ортақ қолданылатын компараторлардан дұрысталған сипаттамаларымен ерекшелінеді. Олар жоғары коэффциентке, нолдік дәрежеде қоректенетін кернеу және кіретін токтың аз мөлшеріне ие. Бұл компарторлардың тез әрекет етуі жоғары дәрежеде емес, қайта қосу уақыты 300нс төмен. Мысал ретінде, 9.2 кестесінде прецизионды компараторлардың кейбір түрлерінің сипаттамалары көрсетілген. Ең жоғары шамаларға ие компаратор Precision Monolithics фирмасының СМР-02. Ескі К554САЗ компараторы оған шекті сезімталдығымен нолдік ығысудың кернеуімен ерекшелінеді. Бұл компараторлардың тез әрекет етуі бірдей. Аналогты компараторлар кернеуінің қолданулары. Аналогты компараторлардың негізігі ерекшелігі олардың ішіндегі жиіліктердің жоқтығымен байланысты.

ол оның жұмыс тұрақтылығын төмендетеді. Арнайы дайындалған компараторлар аздаған тежеулерге, қайта қосудың жоғары жылдамдығына ие, үлкен жиілікті сигналдарға шыдамды.

оң кері байланысты қолданады. Оң кері байланыс компараторды қайта қосуда сенімділікті қадағалайды. Біраө оң кері байланысты ендірген кезде белгісіздік бөлігі пайда болады. Егер компаратордың кіру жолындағы сиганл біржақты өзгерсе, онда гистерезиса компаратор бөлігінде көрінбейді.

Компараторладың кіру жолындағы кернеуді шектеу үшін жиі екі жақты диодты орнатады, ол 9.5.б суретінде көрсетілген. Компаратордың тез әрекет етуі кіретін дифференциалды сигналдың дәрежесіне тәуелді. Кіретін сигналды белгілі бір мәнге шейін арттырғанда компараторды қайта қосу уақыты азаяды. Бірақ та, кіретін сигналды одан әрі қарай арттыру компаратордың қанығуына және оның тез әрекет етуінің төмендеуіне әкеп соғады.

мөлшерде қолданған жөн. Кіретін кернеудің берілетін мәндері компараторларға арналған анықтамалықтарда жазылған және 20...100мВ шамасына дейін жетеді. .Теріс кері байланыстан бас тарту компараторлар кернеуін қолданудың басқа бір ерекшелігіне әкеліп соғады- кіретін кедергінің төмендеуіне және кіретін токтың артуына. Кіретін кернеуді компараторлардың шекті шамасынан тым арттырса, кіретін ток артады және кіретін кедергі азаяды. Бұл екі себептен болады: дифференциалды каскадтағы транзисторлардың ток базасының артуы мен диод қорғанысының қосылуы.

Бұндай қолданудың қарапайым мысалы 9.6 суретінде көрсетілген параллельді типке жататын аналогтыцифрлі түрлендіргіш болып табылады. Онда К1...К4 төрт компаратор және Uоп керенуінің резистивті бөлгіші қолданылған. Резистивті бөлгіштегі кедергілердің бірдей мәні кезінде компараторларға nUоп/4 кернеуі түсірілген, мұнда n — компаратордың реттік номері.

пайда болады. Цифрлік түрлендіргіш көмегімен бұл кодты екілік жүйеге ауыстыруға болады. Кернеудің аналогты компараторларының ТТЛ серияларындағы цифрлік логикалық сызбаларға қосылуының бірнеше нұсқалары .9.7. суретінде көрсетілген.Бірінші сызбада (сурет 9.7а) компаратордың шығу жолы ТТЛ цифрлік сызбасының кіру жолына біріктірілген. Бұндай сызбаны К компараторында қолдануға болады.

(б), токты шектейтін резистормен (в), диодпен (г). Екінші сызбада (9.7 б сурет) компаратор К коммутирланған Т транзисторымен басқарылады , ол өз кезегінде ТТЛ цифирлік сызбасын басқарады. Т транзисторы базасындағы диод D транзистор базасын ақаудан қорғайды. Үшінші сызба (9.7 в сурет) цифрлік сызбаның компараторға К токты шектейтін резистордың R0 қосылу жолын көрсетеді. Бұндай сызбаны КМОП серияларындағы цифрлік сызбалармен қолданған жөн.

егер кернеу цифрлік сызбаға кірер кезде 5В-тан жоғары көтерілсе ашылатын диод D та бар.Аналогты сигналдарды копарирлау кезінде операциялық күшейткіштерді қолдануға болады. Бұл жағдайда теріс тізбекті кері байланыс үшін шығатын кернеуді тежеу мақсатында цифрлік логикалық элементке тәуелді стабилитронды қосады. Ол компараторларының негізгі кемшілігі болып: төменгі тез әрекет және ішкі дискретті элементтердің көпшілігі табылады. Бұндай компараторларды қайта қосу уақыты 0,5... 1,0мкс тең. Паразитті генерацияны өшіру үшін гистерезиса бөлігі пайда болатын оң кері байланыс қолданылады.