Борис Аладишкін
Назва компаратори походить від латинського compare - порівнювати. На цьому принципі працюють прилади, в яких вимірювання проводиться методом порівняння з еталоном. Наприклад, равноплечіе ваги або потенціометри електровимірювальні.
За принципом дії розрізняють електричні, пневматичні, оптичні і навіть механічні компаратори. Останні застосовуються для повірки кінцевих мір довжини. Вперше компаратор для перевірки кінцевих мір був застосований в Парижі Ленуаром в 1792 році, про що є стаття в енциклопедії Брокгауза і Ефрона.
Цей механічний компаратор використовувався для перевірки еталона в 1м при утворенні французької метричної системи. Точність вимірювання таким компаратором за допомогою системи рухомих важелів досягала 0, 0005мм. Для того часу це було дуже точно. Але в цій статті ми не будемо детально розглядати механічні та інші компаратори, оскільки наше завдання, - компаратори напруги.
Інтегральні компаратори. Принцип дії і різновиди
В даний час компаратори використовуються в основному в інтегральному виконанні. Мало кому прийде в голову збирати компаратор з дискретних транзисторів. Більш того, компаратори використовуються як складова частина деяких мікросхем.
Наприклад, інтегральний таймер NE555 містить цілих два компаратора на входах, ніж, власне, і досягається вся принадність його роботи. Крім того, багато сучасних мікроконтролери також мають вбудовані компаратори. Але, незалежно від виконання, принципи роботи компараторів абсолютно однакові.
Сучасні компаратори за схемою дуже нагадують ОУ. По суті, це той же операційний підсилювач, тільки без зворотного зв'язку і з дуже високим коефіцієнтом посилення. Компаратор також має два входи, - прямий і інверсний (відзначається кружечком або знаком «мінус»).
Основна функція компаратора це порівняння двох напруг, одне з яких зразкове або опорне, а інше власне вимірюється. Вихідний сигнал компаратора може приймати лише два значення: логічний нуль, і логічна ж одиниця, але не може змінюватися лінійно, як біля операційного підсилювача.
На виході компараторів, як правило, є вихідний транзистор з відкритим колектором і емітером. Тому його можна підключити або за схемою з ОЕ, або емітерний повторювачем, залежно від вимог конкретної схеми, що і показано на малюнку 1.
На малюнку 1а показано включення вихідного транзистора за схемою із загальним емітером. У цьому випадку до виходу каскаду можливе підключення ТТЛ і КМОП - логіки з напругою живлення +5 В. Якщо ж КМОП - логіка живиться від напруги 15В, то верхній за схемою висновок резистора 1КОМ слід підключити до шини живлення +15 В.
Коли вихідний транзистор підключений за схемою емітерного повторювача, як показано на малюнку 1б, напруга на виході компаратора буде змінюватися в межах +15 В ... - 15В. Однак при такому включенні істотно падає швидкодія компаратора, а крім того входи «змінюються» місцями, - відбувається інверсія входів.
Малюнок 1.
Як перевірити компаратор, живий або живий?...
