Компараторы на аналоговых элементах.
Компараторами называют устройства предназначенные для сравнения двух напряжений.
Компаратор изменяет уровень выходного сигнала, когда уровни непрерывно меняющихся входных сигналов становятся равными. Схема приведенного компаратора предназначена для сравнения однополярного напряжения Uвых= Uвых max при U1>U2, Uвых min при U1<U2 Благодаря высокому коэффициенту усиления компаратор переключается при очень малой разности входных напряжений U1 U2. При сравнении больших напряжений разной полярности можно использовать следующую схему компаратора:
Компаратор срабатывает при равенстве нулю потенциала точки "а". Благодаря включению диодов потенциал этой точки не превышает 0.6В (прямое напряжение на открытом диоде) при больших значениях входного напряжения, чем защищаются входные цепи операционного усилителя от перегрузки
В настоящее время компараторы выпускаются в виде микросхем К597СА1 или К521СА4.
Компаратор, уровни включения и выключения которого не совпадают, называют триггером Шмидта. Разница в уровнях называется гистерезисом переключения.
Триггер Шмидта на компараторе с положительной ОС.
Если к инвертирующему входу приложено достаточно большое отрицательное напряжение то выходное напряжение Uвых=Uвых max. При этом напряжение прямого входа 
Если увеличивать Uвх то Uвых не изменится до тех пор, пока Uвх<U+max. При Uвх=U+max. Выходное напряжение за счет действия положительной ОС изменится скачком до U вых min, а напряжение прямого входа до 
При дальнейшем увеличении Uвх выходное напряжение не изменится . Если теперь уменьшать Uвх, то Uвых изменится только при Uвх=U+max, скачком возрастая до Uвых max. Гистерезис переключения 
. Одна из основных областей применения триггера - формирование прямоугольных импульсов из входного напряжения произвольной формы, например из синусоиды.
|
|
|
Рассмотренный триггер является инвертирующим. Неинвертирующий триггер имеет следующую схему:
Мультивибраторы и одновибраторы.
Аналоговый мультивибратор можно получить на базе инвертирующего триггера Шмидта, в котором отрицательная обратная связь осуществляется через фильтр нижних частот в виде RC-цепи.
Допустим, что выходное напряжение мультивибратора равно Uвых max. Тогда напряжение на инвертирующем входе (равное напряжению Uc на конденсаторе) отрицательно, а на прямом входе положительно и равно 
Напряжение на конденсаторе Uc=U- возрастает, так как конденсатор начинает перезаряжаться через резистор R, и стремиться к Uвых max. Когда Uc достигнет уровня Uвыкл выключения триггера напряжение Uвых скачком изменяется до Uвых min. Так как Uвых max = - Uвых min= Umax то конденсатор С начнет перезаряжаться от Uвыкл до -Umax и обратное переключение происходит при Uc=Uвкл. Затем процесс периодически повторяется. Можно показать, что длительность импульса мультивибратора 
,а период 
При R1=R2 T=2.2RC.
|
|
|
Схема одновибратора отличается от мультивибратора наличием прямого входа через С1 и диода Д, включенного параллельно конденсатору С.
Допустим, что входное напряжение одновибратора равно Uвых min. Тогда на инверсном входе напряжение равно прямому напряжению открытого диода Д и близко к 0. На прямом входе напряжение отрицательно и равно 
. Если на прямой вход поступает короткий положительный импульс, амплитуда которого не менее 
, то триггер скачком переходит в противоположное состояние и Uвых=Uвых max. Тогда и конденсатор С начинает заряжаться через резистор R, при этом напряжение на нем стремиться к Uвых max по экспоненте. При U-=Uвыкл происходит обратное переключение триггера, а С начинает перезаряжаться от Uвыкл до Uвых min. Однако, когда напряжение на конденсаторе становиться примерно равным нулю открывается диод Д и дальнейшее изменение Uc не происходит. Таким образом одновибратор возвращается в исходное состояние после появления на выходе одиночного прямоугольного импульса. Длительность импульса одновибратора 
не зависит от длительности входного импульса если она меньше tи.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 614; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!