.дами неиспользуемого компаратора и землей, а на диф-ференциальный вход компаратора через относительно высокоомные резисторы можно подать напряжение около 100 мВ, чтобы гарантировать определенное состояние выхода. Если инверсный вход подключен к положительному зажиму источника дифференциального напряжения, то вентиль на выходе компаратора будет находиться в состоянии низкого уровня . При этом можно использовать стробирующие входы вентиля на диодах Шоттки для выполнения других логических функций в системе.

12.4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ УРОВНЯ

Одним из начальных и основных применений компараторов напряжения является сравнение уровня входного сигнала с известными опорными уровнями. При .достижении уровня входного сигнала установленного опорного уровня происходит смена состояния выхода компаратора.

Компараторы 521/522 особенно хорошо подходят для

.детектирования уровня напряжения. Коэффициент усиления усилителя составляет 5000, что позволяет полу-

-чить детектор уровня с разрешением в единицы милливольт. Входной ток этих устройств имеет типичное значе-

:ние 7,5 мкА и дает возможность использовать во входных цепях детектора уровня сравнительно высокоомные источники. И наконец, за счет фиксации уровня диодами Шоттки ИМС 521/522 обеспечивают срабатывание детектора максимум за 20 не при переключаюшем сигнале 5 мВ. На рис. 12.1 показана реакция компаратора 521 на входной скачкообразный сигнал 100 мВ при переключаюшем напряжении 10 мВ.

Диапазон входных сигналов, которые можно подавать

ша вход компаратора, ограничен несколькими фактора-

Выход

?Рис. 12.1. Реакция ИМС 521 на входной, скачок 100 мВ с напряжением переключения 10 мВ.

ми. прежде всего компаратор доджей обладать хорошим-: разрешением малых сигналов. Чувствительность определяется в основном коэффициентом усиления и напряжением сдвига. Разработчики обеспечили достаточный коэффициент усиления, чтобы практически исключить его< влияние на разрешение. У большинства интегральных компараторов наименьшее значение напряжения, достаточное для срабатывания компаратора, определяют входные параметры по постоянному току: ток и напряжение сдвига. Ограничение на уровень сигнала сверху налагается диапазоном допустимых синфазных напряжений. Обычно допустимый диапазон дифференциальных входных напряжений больше, чем допустимый диапазон синфазных напряжений, поэтому и проблем с дифференциальным напряжением меньше. У компараторов; 521/522 допускается подавать на вход синфазное напряжение до ±3 В.

Если предполагается, что синфазный сигнал будет больше (по абсолютной величине) 3 В, то входное и опорное напряжения следует подавать через входные делители, которые можно выполнить просто на резисторах.

12.5. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ УРОВНЯ С ГИСТЕРЕЗИСОМ

Усилители, используемые в компараторах напряжения, редко работают н^ линейном участке своей характеристики; гораздо чаще они находятся в состоянии насыщения на низком или высоком уровне. Чтобы получить максимальную скорость переключения, усилители в компараторах включают без обратной связи и без частотной коррекции.

Если же, однако, заставить компаратор работать на линейном участке характеристики без частотной коррекции, то на выходе скорее всего будут возникать самопроизвольные колебания. Это общая проблема для ана-. лого-цифровых преобразователей с последовательным-приближением, детекторов предельных уровней и т. п.

Для предотвращения генерации и самовозбуждения в линейной области работы компаратора в ИМС 521/522 можно подать положительную обратную связь с выхода микросхемы на ее вход.

На рис. 12.2,а показана схема детектора уровня, имеющего петлю гистеризиса ± 10 мВ. Интегральная микросхема 521 имеет только один ТТЛ-вентиль на выходе,

12* 179

поэтому в этой микросхеме для обеспечения нижнего уровня петли гистерезиса необходим дополнительный вентиль

Причиной возникновения гистерезиса является то, что небольшая часть выходного напряжения, имеющего высокий уровень (логическая 1), поступает обратно на вход в фазе с входным сигналом и складывается с ним. Эта положительная обратная связь помогает сигналу пересечь пороговый уровень. Когда сигнал вновь воз-

ill.

и„ 6 а)

Рис. 12.2. Детектор нуля с гистерезисом ±10 В. - схема; б - характеристика вход - выход.

с Ем

вращается к пороговому уровню, необходимо, чтобы разностный входной сигнал перекрыл сигнал положительной ОС, только после этого схема переключится в прежнее состояние. Все это гарантирует уверенное переключение схемы и исключает возможность ложных срабатываний. Возникающая при таком включении мертвая зона вокруг порогового уровня предотвращает колебания выходного сигнала при медленно изменяющихся и неустойчивых в зоне пересечения порогового уровня входных сигналах.

Следует обратить внимание на знаки инверсии на рис. 12.2,а: положительная обратная связь задается на оба входа компаратора.- Прим. ред.