Курсова робота
з дисципліни: «Обчислювальна техніка»
на тему: «Цифрові компаратори»
Зміст
Введення
. Загальна характеристика компаратора
. Аналоговий інтегральний компаратор
. Двох пороговий компаратор
. Параметри компараторів
. Дослідження основних схем компаратора
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Напівпровідникові електронні пристрої діляться на два великі класи: аналогові і цифрові (дискретні). В основі класифікації лежить можливість зміни в устрої електричного сигналу, що несе інформацію. Якщо інформаційний сигнал змінюється безперервно і може приймати довільні значення в широкому діапазоні, аналоговий пристрій, якщо ж сигнал змінюється дискретно і може приймати тільки два фіксованих значення, що відповідають двом цифрам двійкової системи числення - нулю і одиниці, то пристрій відноситься до цифрових або дискретним. У аналогових пристроях сам електричний сигнал і його параметри - рівень, частота і фаза електричного коливання несуть інформацію про фізичну величиною. У цифрових пристроях інформація про величину закодована цифровим кодом, що складається з безлічі двійкових розрядів, кожен з яких може приймати тільки одне з двох фіксованих значень, яким відповідають два рівня напруги (зазвичай вони забезпечуються відкритим чи закритим станом транзистора, що працює в ключовому режимі) [3 ].
Інформацію про різних фізичних величинах і контрольованих процесах отримують за допомогою датчиків, званих також вимірювальними перетворювачами. Ці пристрої здійснюють перетворення вимірюваної величини в пропорційний їй електричний сигнал.
У сучасних системах управління різними процесами, в тому числі і технологічними, присутні пристрої обох типів. Аналогові пристрої зазвичай забезпечують з'їм первинної інформації з датчиків системи керування приводами виконавчих пристроїв і механізмів, управління ж самим процесом відповідно до заданої алгоритмом програмою виконують цифрові пристрої. Взаємодія між аналогової частиною системи і цифровий (перетворення інформації з аналогової форми в цифрову і навпаки) забезпечують цифроаналогові (ЦАП) і аналого-цифрові перетворювачі (АЦП).
Дуже важливу роль при аналого-цифровому перетворенні відіграють компаратори. Компаратором називають пристрій, призначений для порівняння мінливого аналогового вхідного сигналу з опорним напругою. При цьому залежно від того, більше вхідний сигнал опорного або менше (на частки мілівольт), на виході компаратора має встановитися напруга «логічний нуль» (лог. 0) або «логічна одиниця» (лог. 1). Так як вихідний сигнал компаратора подається зазвичай на логічні схеми, його вихідна напруга узгоджується з цифровими логічними схемами [6].
Функцію порівняння двох напруг може виконати і операційний підсилювач, якщо на один з його входів подати опорна напруга, а на іншій - вхідний сигнал. Однак спеціалізовані пристрої - компаратори - мають перевагу у швидкодії, яке отримують, запобігаючи режим насичення його транзисторів, а, отже, і тривалий розсмоктування неосновних носіїв.
Мета роботи - дати загальну характеристику компаратора, розглянути їх види і дослідити основні схем компаратора.
1. Загальна характеристика компаратора
компаратор аналоговий інтегральний
Компаратор - це порівнюючий пристрій. Аналоговий компаратор призначений для порівняння безперервно змінюються сигналів. Вхідні аналогові сигнали компаратора суть Uвх - аналізований сигнал і Uоп - опорний сигнал порівняння, а вихідний U вих - дискретний або логічний сигнал, що містить 1 біт інформації:
Вихідний сигнал компаратора майже завжди діє на входи логічних ланцюгів і тому узгоджується за рівнем і потужності з їх входами. Таким чином, компаратор - це елемент переходу від аналогових до цифрових сигналам, тому його іноді називають однобітного аналого-цифровим перетворювачем. [7]
Рис. 1. Характеристики компараторів
Невизначеність стану виходу компаратора при нульовій різниці вхідних сигналів немає необхідності уточнювати, так як реальний компаратор завжди має або кінцевий коефіцієнт посилення, або петлю гістерезису (рис. 1).
Рис. 2. Процеси перемикання компараторів
Щоб вихідний сигнал компаратора змінився на кінцеву величину | U1вих - U0вих | при нескінченно малій зміні вхідного сигналу, компаратор пови...
