Транзистор VT9 - джерело струму 3 мА для зміщення VT8 і VD2. Частина цього струму (до 1,6 мА) може віддаватися в навантаження, що вимагає витікаючий струм на вході (один вхід логіки ТТЛ серії 155 або 133). [10]
Надалі ця схема розвивалася й удосконалювалася. Схеми багатьох компараторів мають стробірующій вхід для синхронізації, а деякі модифікації забезпечені на виході тригерами-засувками, тобто схемами, що фіксують стан виходу компаратора по приходу синхроімпульса. Крім того, для підвищення функціональної гнучкості частина ІМС компараторів (наприклад, МАХ917-920) містить джерело опорної напруги, а у деяких (наприклад, МАХ910) поріг спрацьовування встановлюється цифровим кодом від 0 до 2,56 В з дискретністю 10 мВ, для чого на кристалі мікросхеми є джерело опорної напруги і 8-розрядний цифро-аналоговий перетворювач.
Вихідні каскади компараторів зазвичай мають більшу гнучкість, ніж вихідні каскади операційних підсилювачів. У звичайному ОУ використовують двотактний вихідний каскад, який забезпечує розмах напруги в межах між значеннями напруги харчування (наприклад, +/- 13 В для ОУ типу 140УД7, що працює від джерел +/- 15 В). У вихідному каскаді компаратора емітер, як правило, заземлений, і вихідний сигнал знімається з відкритого колектора raquo ;. Вихідні транзистори деяких типів компараторів, наприклад, 521СА3 або LM311 мають відкриті, тобто непідключений, і колектор і емітер. Дві основні схеми включення компараторів такого типу наведено на рис. 5.
На рис. 5а вихідний транзистор компаратора включений за схемою з загальним емітером. При потенціалі на верхньому виводі резистора рівному +5 В до виходу можна підключати входи ТТL, nМОП- і КМОП-логіку з живленням від джерела 5 В. Для управління КМОП-логікою з більш високою напругою харчування слід верхній висновок резистора підключити до джерела живлення даної цифровий мікросхеми.
Рис. 5. Схеми включення вихідного каскаду компаратора 521СА3
Якщо потрібна зміна вихідної напруги компаратора в межах від U + піт до U-піт, вихідний каскад включається за схемою емітерного повторювача (рис. 5б). При цьому помітно знижується швидкодія компаратора і відбувається інверсія його входів. Деякі моделі інтегральних компараторів (наприклад, AD790, МАХ907) мають внутрішню неглибоку позитивний зворотний зв'язок, що забезпечує їх перехідній характеристиці гістерезис з шириною петлі, сумірною з напругою зміщення нуля. На рис. 6а наведена схема включення компаратора з відкритим колектором на виході, перехідна характеристика якої має гістерезис (рис. Б). Порогові напруги цієї схеми визначаються за формулами
Через несиметрії виходу компаратора петля гістерезису виявляється несиметричною щодо опорного напруги. [10]
Рис. 6. Компаратор з позитивним зворотним зв'язком
На закінчення, перерахуємо деякі особливості компараторів в порівнянні з ОУ.
. Незважаючи на те, що компаратори дуже схожі на операційні підсилювачі, в них майже ніколи не використовують негативний зворотний зв'язок, оскільки в цьому випадку досить імовірно (а при наявності внутрішнього гистерезиса - гарантовано) самозбудження компараторів.
. У зв'язку з тим, що в схемі немає негативного зворотного зв'язку, напруги на входах компаратора неоднакові.
. Через відсутність негативного зворотного зв'язку вхідний опір компаратора відносно низько і може мінятися при зміні вхідних сигналів.
. Вихідний опір компараторів значно і різному для різної полярності вихідної напруги. [4]
. Двох пороговий компаратор
Двох пороговий компаратор (або компаратор з вікном ) фіксує, чи знаходиться вхідна напруга між двома заданими пороговими напругами або поза цього діапазону. Для реалізації такої функції вихідні сигнали двох компараторів необхідно піддати операції логічного множення (рис. 7а). Як показано на рис. 7б, на виході логічного елемента одиничний рівень сигналу буде мати місце тоді, коли виконується умова U1 lt; Uвх lt; U2, так як в цьому випадку на виходах обох компараторів будуть одиничні логічні рівні. Такий компаратор випускається у вигляді ІМС А711 (вітчизняний аналог - 521СА1).
Рис. 7. Схема двох порогового компаратора (а) і діаграма його роботи (б)
. Параметри компараторів
Параметри, що характеризують якість компараторів, можна розділити на три групи: точностні, динамічні та експлуатаційні.
Компаратор характеризується тими ж точносних параметрами, що і ОУ. Основним динамічним параметром компаратора є час перемикання tп. Це проміжок часу від початку порівняння ...
