Comparador de voltaje

comparador de tensión - una unidad que realiza la comparación del nivel de tensión disponible para la señal de referencia. La respuesta, por lo general, es un valor binario - sí o no, cero o uno.

gracias

Sin hermanos Kuznetsov no sería proporcionar al lector una revisión tan maravilloso. No se puede ignorar el trabajo del equipo científico llamado N. Novgorod Universidad del Estado Lobachevsky, sus miembros, entre los cuales:

• Sdobnyakov VV
• Karzanov VV
• Shabanov, VN
• Los revisores: Dorokhin MV Y Zdoroveishev AV

información general

El comparador compara las dos tensiones, de ahí el nombre. Si es necesario, una señal de acondicionado está formada como un código binario o signo emitió diferencia de otro modo:

1. La caída de tensión empinada (frontal o disminución).
2. De impulsos con características deseadas.
3. Cambio de la polaridad de la tensión de salida.
4. código binario en la lógica del sistema del chipset.

Comparador parte geográficamente del convertidor de analógico a digital, el método se aplica por separado. La precisión depende directamente elemento, así como en el bit. Las características del comparador incluyen:

• Sensibilidad.
• Rendimiento.
• Costo.
• Durabilidad.
• Estabilidad.
• capacidad de carga.
• Resistencia de entrada y así sucesivamente.

La mayoría de los comparadores ejecutados sobre la base de los amplificadores operacionales, directorios de datos son comunes. Esto se logra mediante la introducción de retroalimentación que acuñó en los años 30 del siglo XX.

características comparadores

La sensibilidad se refiere al comparador de tensión mínima, ajuste de la percepción. pares diferenciales de transistores usados ​​en los amplificadores operacionales, el aumento de estabilidad de la temperatura, por lo tanto sirven para crear comparadores. Parámetro estrechamente relacionado con la resolución o precisión. La sensibilidad depende en gran medida del diseño del circuito, es un hecho evidente.

Además de la estabilidad térmica y la arquitectura para un parámetro que afecta a la inmunidad fiabilidad y el ruido. En la práctica, dicen que la sensibilidad óptima, igual a la mitad del convertidor analógico-digital de descarga. Esto significa que debido a que el comparador no se reduce la precisión de medición. En la etapa actual de desarrollo tecnológico es a menudo valores muy diferentes.

La tecnología digital de alta velocidad es grande, pero teniendo en cuenta el hecho de que la necesidad transmisor que hacer frecuencia de reloj de muestra del procesador debe haber cientos, si no miles de veces mayor que la discreta número de reproducciones. Y el principal factor limitante es las características de velocidad del comparador. En su segunda entrada en el momento de la medición de la tensión de referencia aumenta gradualmente hasta alcanzar un partido. Y genera el resultado de código digital.

La frecuencia de muestreo se determina por se investigó la velocidad del proceso. Si este rango de sonido, los valores comienzan a partir de 45 kHz y pueden ser cuatro veces más por el estudio de grabación. En cada intervalo de tiempo, el comparador debe tener tiempo para comparar el voltaje, la frecuencia más baja para la exactitud en 0,5% ya se encuentra en la región de 10 MHz. En la práctica, hay cantidades mucho mayores, pero recuerde, el bus principal de la placa base se convierte en la parte más rápida de la unidad del sistema (PC).

rendimiento comparador expresó tiempo entre mediciones adyacentes. Consiste en aumentar el intervalo compara la tensión a un nivel deseado y la velocidad de los componentes electrónicos. Estas últimas cifras incluyen el período desde el comparador de decisión para emitir el pulso de la señal a su apariencia real en los resultados. El segundo parámetro se considera la pendiente de flanco, ya que el chip lógico establecido en el umbral. Se considera un importante tiempo de recuperación para el cual el comparador vuelve a su estado original.

Estos parámetros determinan la cantidad de la frecuencia de reloj del comparador. En virtud de la capacidad de carga se refiere a la capacidad de emitir una señal lo suficientemente potente como para activar los esquemas dependientes. Distinguir llamada capacidad de sobrecarga, que muestra lo grande que la diferencia en los tiempos en tensión de referencia adyacente. Para acortar el intervalo de medición, a partir del segundo comparador puede llevar dos proceso de medición paralelo:

1. El aumento de la tensión en comparación con la lectura anterior.
2. La reducción de voltaje en comparación con la lectura anterior.

Por lo que será capaz de encontrar rápidamente el resultado sin tener que ir a través de todo el rango de desde el principio. A pesar de que va a tomar tanto como dos comparadores paralelos incluidos. Pero el ahorro en los costos de tiempo de esta lucha. El éxito de un evento afecta directamente a la capacidad de sobrecarga.

La resistencia de entrada forma una fuente de señal divisor resistivo, y el más pequeño que es, cuanto mayor sea la precisión, la mayoría de las caídas de tensión aquí. Con un aumento en el parámetro y la disminución de corriente de consumo. La mayor impedancia de entrada del comparador adapta tomada específicamente necesidad de circuitos separados.

variedades de los comparadores

La mayoría de los comparadores se basa en esquemas de amplificadores operacionales, cubiertos por una cadena de retroalimentación positiva. Debido a la alta ganancia es posible lograr funciones etapa de transferencia verticales.

Características del amplificador operacional en un tipo de trama es lineal. La gráfica es simétrica con respecto a cero. En un determinado valor Uogr saturar y la tensión de salida no crece más. Esto se observa en el intervalo positivo de valores de entrada y negativo. La propiedad descrita se utiliza para la construcción de los comparadores.

El amplificador operacional está cubierto por una conexión positiva, con un coeficiente de su coeficiente de transmisión es inversamente proporcional a la transferencia del amplificador operacional, la fórmula tiende a infinito. A partir de este parámetro depende de la pendiente de la gráfica, se convierte en vertical. Lo que se requiere en la práctica para la comparación de las tensiones.

Se permite cualquier valor estándar. Por ejemplo, una posible implementación del circuito de la transición de voltaje a través de cero. Sin embargo, como parte de las medidas convertidor analógico-digital del valor dentro del rango considerado como constante, aumenta la tensión de referencia hasta que sea igual. Y en este momento producido pulso coincidencia.

un comparador de umbral

La tensión comparador de umbral - mencionado en la literatura. La característica de transferencia de su sencillo - cuando la diferencia en las entradas del amplificador operacional se convierte en cero, no es una respuesta a la salida. El movimiento inverso a lo largo de la característica de transferencia va por el mismo camino.

Está organizada como se describe anteriormente: un bucle de realimentación del amplificador operacional está cubierto por una característica de transferencia empinada, vertical. Pero sigue siendo un pequeño error. La tensión de referencia aplicada a la entrada no inversora aceptado.

comparador de histéresis

comparador de histéresis fue nombrado por el hecho de que la relación de transmisión del bucle de retroalimentación varía en valor absoluto y el signo. El resultado es una familia de características de transferencia, permite crear el comparador comprende un único valor de la tensión y se desconecta de otra manera.

El aparato es útil en el caso de ruido de alta frecuencia en la línea. Y cuando el valor se cambia varias veces en un intervalo de medición predeterminado, un comparador de tensión convencional se pierda fácilmente. Al mismo histéresis tiempo estimado con precisión con una precisión de interferencia y mantendría la salida hasta que el proceso objeto de estudio está cerca de la norma.

Cualquier comparador de histéresis real está considerado debido al error, en ciertos tipos de especialmente tener un bucle extendido descrito en conexión con matices. característica rectangular pronunciado se caracteriza por un disparador Schmitt. Su función de transferencia de histéresis se puede utilizar para construir un comparador. Debido a la presencia de una característica de retroalimentación positiva del disparador Schmitt tiene pendiente apreciable.

Incluso para los circuitos analógicos umbral de sensibilidad es 5-10 mV, lo cual es suficiente en la mayoría de los casos. Dado que el tiempo de disparo disparador Schmitt se reduce a 0,1 ms, se hace posible procesar una señal de frecuencia de la evaluación de cientos de kHz (mucho más alta de ultrasonido). Presentado en la Figura gatillo tiene una gran variación de temperatura y rango de medida pequeña.

Debido al circuito regenerativo equilibrada populares sencillez con diodos. Feedback se logra a través de un transformador. Al utilizar el punto de funcionamiento máxima, se puede generar simultáneamente tanto retroalimentación positiva y negativa. Las tensiones de comparación se aplican a los cátodos de los diodos (n-región en la que la zona dibujada línea perpendicular). punto de trabajo del transistor se elige al principio de las características de corriente-voltaje, la corriente de base se calcula de manera que no se ha producido la saturación.

Condensador realiza aislamiento galvánico de la base y el circuito de entrada. Si el diodo D1 está bloqueado, y D2 - abierta, trabajar retroalimentación negativa. Como resultado, no se produce la generación. De lo contrario el oscilador de bloqueo produce el primer pulso. Su flanco positivo indica que la norma a la par con el valor estimado. Sensibilidad circuito regenerativo equilibrada puede llegar a 1 mV.

diodos túnel comparadores de tamaño pequeño y agradable, excelente rendimiento, bajo nivel de ruido, bajos umbrales de conmutación de potencia. La resistencia mecánica y la resistencia son semiconductores conocidos. diodos túnel son dispositivos raros, no temerosos de radiación, lo que los hace populares para aplicaciones especiales. Además, la resistencia de estos comparadores es extremadamente pequeño, lo que reduce la sensibilidad.

Característico de un diodo túnel incluye una porción con resistencia diferencial negativa, lo que permite realizar la función de transferencia deseada. El circuito desventaja obvia se convierte en baja precisión. La característica de corriente-tensión del diodo túnel es demasiado superficial. Pero la simplicidad del comparador no se puede comparar con cualquier otro tipo de dispositivos. No se puede llamar una histéresis, para recibir este tipo de características requeridas al menos dos diodo túnel.

El comparador simple

Con dos diodos túnel se puede construir fácilmente un comparador simple, incluyendo el gemelo esquema. Se supone que los elementos son idénticos. La característica de transferencia del sistema depende en gran medida en el circuito de tensión de alimentación. Características varían con facilidad, lo que resulta en una mayor flexibilidad. La sensibilidad de la corriente medida y los valores obtenidos experimentalmente se encuentran en el rango mA 8 a una frecuencia de 200 MHz de reloj y 3 microamperios - a 50 MHz.

La división en el principio de la acción

Aparte de las características puramente funcionales discutidos anteriormente, los comparadores se dividen según el principio de acción en:

1. Regenerando.
2. Generador.
3. Pulso-amplitud.
4. Modulador.

Es sobre se genera salidas de los dispositivos. En el comparador de tensión emitir dos procesos: variables de comparación y la formación de la señal de salida. error estático es causada solamente por dos razones:

1. El ruido.
2. Variación de temperatura y el envejecimiento.