2.4. Компараторы на универсальных интегральных схемах

В этом параграфе рассматривается построение функциональных узлов, называемых компараторами. Они построены на ИС, также называемых компараторами. Напомним, что для компараторов могут применяться и ИС операционных усилителей, но ИС компараторов, как отмечалось выше, имеют несомненные преимущества.

Разновидностью компаратора является нуль-орган, или нуль - компаратор. Нуль-орган, структурная схема которого показана на рис. 2.16, имеет максимальное выходное напряжение с полярностью, зависящей от полярности входного сигнала, отличного от

вых

Рис. 2.16. Схема нуль-органа (а) и его характеристика (б)

вых

нуля. Диоды защищают вход ИС от пробоя. Односторонний нуль-орган, схема которого показана на рис. 2.17, выдает логический нуль или логическую единицу в зависимости от того, появился ли на входе сигнал определенной полярности. Из-за паразитной поло-

вых

и.

вых

вх Рис. 2.17. Односторонний нуль-орган (а) и его характеристика (б)

жительной обратной связи в работе компаратора всегда имеется незначительный гистерезис. Когда это явление становится необходимым, то ширину петли гистерезиса увеличивают, специальна вводя положительную обратную связь (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Схема компаратора с гистерезисом (а) и его характеристика (б)

вых

Собственно компаратором называют устройство, которое реагирует на разность двух сигналов, один из которых может быть опорным. Структурные схемы однополярного и разнополярного компараторов показаны на рис. 2.19.

а

вых

вых

Рис. 2.19. Схемы однополярного (а) и разнополярного (б) компараторов

Регулируя опорные уровни или включая параллельно ряд компараторов с несколькими опорными уровнями, можно получить схемы амплитудных анализаторов или анализаторов плотности вероятности.

2.5. Генераторы на универсальных интегральных схемах

Самая общая схема генератора синусоидальных колебаний на ОУ или компараторе состоит из ИС, в которой либо в цепи положительной обратной связи включена селективная цепь, либо в цепи отрицательной обратной связи включена фазосдвигающая цепь, создающая фазовый сдвиг 180° на частоте генерации. Обычно в схему генератора включается ограничительный элемент, тогда генератор имеет меньшее значение коэффициента гармоник и фиксированное значение выходного сигнала.

В качестве селективной цепи в генераторах синусоидальных колебаний используются мост Вина (рис. 2.20а) или двойной Т-образный мост (рис. 2.206). Генератор с мостом Вина легче других перестраивается, для чего применяются сдвоенные переменные резисторы в качестве элементов R\ и Ri.

вых

С С

а) S)

Рис. 2.20. Схемы генераторов с мостом Вина (а) и с двойным Т-образным мостом (б)

А

вых

о

sbix

Рис. 2.21. Схемы симметричного мультивибратора, несимметричного мультивибратора и ждущего мультивибратора

Обычно \ICiRi = llC2R2=llCR, тогда в устройстве, схема которого приведена на рис. 2.20а, угловая частота генерирования определяется соотношением (x>r=l/CR.

Из импульсных схем генераторов, применяемых в аппаратуре связи, отметим следующие основные схемы мультивибраторов.

Основная схема симметричного мультивибратора показана на-рис. 2.21а, период колебаний Тг=/?С'. Схема несимметричного мультивибратора приведена на рис. 2.216, схема ждущего мультивибратора - на рис. 2.21 е.

Следует напомнить, что в схемах генераторов, особенно импульсных, выгоднее применять ИС компараторов.

2.6. Устройства перемножения функций на универсальных интегральных схемах

Четырехквадрантные и смещенные перемножители. Перемножи- тель, который работает при обеих полярностях обоих входных сигналов, называется четырехквадрантным. Его работа описывается-уравнением 2=(±Х)(±У) и в зависимости от знаков X и У будет эквивалентна площади, обозначенной в одном из квадрантов-(рис. 2.22а).

Если один из входных сигналов может иметь только одну полярность, то такой перемножитель будет называться смещенным. Его работа описывается уравнением Z=±iXXY) и эквивалентна; площади, обозначенной в одном из двух квадрантов (рис. 2.226).