Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
килоомного резистора в качестве коллекторной нагрузки ( резистор
осуществляет подтягивание коллектора транзистора к шине питания).
Типичное значение времени установления импульсного сигнала на выходе
меньше 50 не.
Рис. 11.48. Компаратор на основе ИС 311.
У простой схемы с единственным источником питания (рис. 11.48) есть
недостаток: ни vin, ни не могут иметь нулевое значение или становиться
отрицательными; в противном случае, работа внутреннего ОУ нарушится из-за
прохождения синфазного сигнала. Исправить это можно, соединив вывод 4 (V^
) с шиной питания -5 В, а не с землей (0 В); тогда напряжения на обоих
входах смогут колебаться в пределах, задаваемых значениями, примерно на 1
В меньшими каждого из напряжений питания. Вывод 1 остается соединенным с
землей (0 В), чтобы выходной транзистор продолжал переключаться между 0 В
и +5 В. При наличии этих двух источников питания на вход можно подать 0
В, превратив компаратор в детектор пересечения нуля, используемый при
преобразовании переменного входного сигнала в последовательность
импульсов для их подсчета в дальнейшем цифровой схемой.
Максимальные напряжения питания ±18 В на выводах 8 и 4 позволяют ИС 311
работать со входными сигналами с размахом до ±17 В. На выходной
транзистор можно по-прежнему независимо подавать напряжение питания +5 В,
сохранив совместимость с логическими схемами. Его способность отдавать в
нагрузку ток 50 мА позволяет с его помощью непосредственно переключать
лампы или реле.
11.17.2 Гистерезис при положительной обратной связи
При работе с компараторами могут возникнуть неприятности с "дрожанием",
особенно в том случае, когда в сигнале присутствует значительный шум.
Вместо однократного изменения уровня выходного напряжения при
Дифференциальный компаратор 329
достижении входным сигналом значения КМР могут иметь место быстрые
колебания между логическими уровнями. При таком явлении нарушается
функционирование счетчиков, и его можно избежать, вводя в характеристику
компаратора гистерезис . Этот гистерезис или "люфт" является
электрическим аналогом дверной пружинной защелки и возникает в результате
введения неглубокой положительной обратной связи.
На рис. 11.49 представлен компаратор на ИС 311 с 50-милливольтным
гистерезисом. Сигнал положительной обратной связи подается, естественно,
на неинвертируюший вход, и для того, чтобы коэффициент передачи цепи
обратной связи был вполне определенным (а значит, и величина гистерезиса
была фиксированной), необходимо подавать сигнал на этот вход от источника
с малым сопротивлением. Но обычно легче не требовать малого сопротивления
источника сигнала, а подавать на неинвертирующий вход опорное напряжение.
В этом случае входной сигнал подается на инвертирующий вход, а
характеристика становится инверсной, как показано на рис. 11.50, и
демонстрирует наличие гистерезиса. Когда напряжение на выходе компаратора
изменяется, за счет положительной обратной связи слегка меняется опорное
напряжение (точнее: потенциал неинвертирующего входа
- Прим. перев.), так что требуется относительно большое приращение
входного сигнала, чтобы вызвать обратный перескок выходного напряжения. В
схеме на рис. 11.49 ширина петли гистерезиса А V равна
Рис. 11.49. Компаратор на ИС 311с гистерезисом (источники питания и земля
подключаются так, как показано на рис. 11.48).
+ 5 в
0 в
Рис. 11.50. Типичная характеристика компаратора на ИС 311с гистерезисом.
330 "Строительные блоки" аналоговой электроники на интегральных
микросхемах
= (П.34,
где V - величина, на которую меняется выходное напряжение при
срабатывании компаратора.
11.18 Справочные данные об ОУ
Информацию о характеристиках и цоколевке ОУ, а также примеры ОУ
различного типа можно найти в приложении 3.
11.19 Аналоговый умножитель
Когда мы в разделе 8.4.2 рассматривали дифференциальный усилитель,
оказалось, что дифференциальный коэффициент усиления напряжения прямо
пропорционален суммарному эмиттерному току транзисторов, составляющих
дифференциальную пару. Очевидно, что этим можно воспользоваться для того,
чтобы с помощью управляющего электрического сигнала изменять коэффициент
усиления напряжения усилителя. Суммарный эмиттерный ток в
дифференциальном усилителе можно регулировать независимо, изменяя
напряжение смещения у транзистора в эмиттерной цепи, который играет роль
генератора стабильного тока (рис. 8.9). При симметричном выходе между
коллекторами двух транзисторов (рис. 8.10) изменение суммарного
эмиттерного тока не влияет на величину дифференциального выходного
напряжения, а только изменяет коэффициент усиления.
Пусть напряжение сигнала на входе усилителя равно Vr тогда
^out = >
где AY - коэффициент усиления напряжения. Предположим теперь, что
Ay = kVY ,
где VY - напряжение смещения, управляющее суммарным эмиттерным током;
тогда
К,м = kVxVy,
то есть напряжение на выходе пропорционально произведению напряжений двух
входных сигналов. В этом заключается принцип действия аналогового
