в компараторах, работающих с высокотастотными входными сигналами, для устранения влияния статических ошибок можно дополнительно ввести низкочастотную ОС (рис. 7.2). Низкочастотные составляющие входного сигнала подавляются глубокой отрицательной ОС. Для высокочастотного входного сигнала сопротивление конденсатора С мало и не значительно влияние отрицательной ОС. Диод Шоттки образует цепь заряда для конденсатора в фильтре нижних частот и уменьшает тем самым время восстановления нормального режима работы устройства. Если к этому времени не предъявляются особые требования, диод Шоттки южнo исключить. Для устранения действия отрицательной ОС на чувствительность компаратора постоянная времени RC - цепи должна быть больше

yy+w-

Юи 52ШЗ

Вш -о

Рис. 7.2. Включение низкочастотной Рис. 7 3 Прецизионный компаратор ОС \RC) □ компаратор с точностью ОД мВ на базе 521СА1

периода входного сигнала, умноженного на Ки компаратора. Приведенная схема с указанными {юминалами элементов хорошо работает на частоте входного сигнала более 1 кГц, а ее чувствительность порядка 0,i мВ \А\.. Однако необходимо следить, чгобы сдвиг фазы в цепи ОС не превысил допустимую величину, что приведет к возбуждению компаратора. Это может случиться, например, нри подключении к его выходу осциллографа с большой входной емкостью В то же время иа логическую схему устройство может работать нормально.

Прецизионный однонороговый компаратор можно построить и на сдвоенном компараторе типа 521СА1 несмотря на его низкое усиление {Ки - 10) по, сравнению с ОУ. Благодаря действию высокочастотной положительной ОС компаратор на рис 7.3 имеет чувствительность около О,! мВ. Компаратор А! сравнивает входной сигнал с напряжением VСигнал, возникающий в момент равенства этих напряжений, снимается с общего выхода обоих компараторов и подается на, нешвертирующий вход компаратора А2, В результате действия положительной ОС выходное напряжение компаратора 521СА1 полностью переключается и сохраЕгяется в течение временн спада напряжения на неинвертирующем входе А1 до 5 мВ. Пойле этого компаратор самопроизвольно возвращается в ис-

ходное состояние, еслн (V- оц) < 5 мВ. При входном сигнале, период которого меньше 2 пЯС схема переключается в соответствии с изменением полярности напряжения (Овх - оп) и имеет чувствительность 0,1 мВ {при отрегулированном t/см)

Регенераторные компараторы. При очень медленных изменениях или малых амплитудах входьюго сигнала время переключения однопороговой схемы сравнения зависит от скорости изменения входного напряжения, /г я Ки ОУ или полупроводникового компаратора, Для уменьшения времени сравнения таких сигналов использ>ют схемы сравнения с положительной ОС - регенераторные компараторы (табл 7 3) Отличительной особенностью реге нераторных компараторов является гистерезис передаточной характеристики.

- ТаблпцаТЗ

Регенераторные компараторы

Стр>ктура

Передаточная рак rei. ucr.iKF

Напряжиане

верхнего порога аеррключенн!!

нижнего гистерезиса

порога пепечл ючения

переключения

±

Уст 12

гт 2

R + Rs

)/f PI

SC/f 5

if 6 (in.

ill

RlRi

В простейьчем регенераторном компараторе (табл. 7.3, а) при от-рицательяо\1 и близком к нулю входном напряжении выходное напряжение положительно, а напряжение на неинвертирующем входе определяет верхний порог переключения = URJiRz J-Как только входное напряжение достигает величины Ug, ток в це-

пи стабилитронов становится равным нулю, а затем меняет направление и уровень выходного напряжения ОУ переключается в состояние, противоположное всходному. После переключения на неинвертирующем входе ОУ устанавливается напряжение, соотрет-ствующее нижнему порогу переключения U = - Ug. Чтобы теперь переключить компаратор в обратное состояние, амплитуда выходного напряжения должна измениться от t/ц до V, т. е. на напряженне 2 U, которое н определяет величину гистерезиса.

Преимущество компараторов с гистерезисом состоит в том, что шумы входного сигнала и нестабильности питания не вызывают колебаний выходного напряжения вблизи точки сравнения, как в одно-* пороговых компараторах Однако точность регенераторных комна->аторов меньше, чем однонороговых, на величину гистерезиса. Лоэтому обычно приходится искать компромисс между помехозащищенностью схемы и точностью

Для получения симметричной петли гистерезиса относительно опорного входного напряжения уровни выходного напряжения должны быть равны по величине. Изменение по каким-либо причинам одного из этих уровней вызывает смещение гистерезиса и, следовательно, расчетной точки срабатывания компаратора, что приводит к увеличению погрешности сравнения Этот недостаток в значительной степени устраняется включением в схему управляемого выходным напряжением ключа {ПТ в схеме табл 7 3, б) Если сопротивление ПТ в открытом состоянии меньше 100 Ом, то погрешность установления порогов срабатывания при использовании 1%-ных резисторов будет меньше 0,01 Ujj. Для увеличения скорости переключения ПТ диод шунтирукТг конденсатором С, ускоряющим разряд паразитной емкости исток - затвор ПТ

Регенераторный компаратор с постоянным напряжением нижнего порота переключения при регулируемой величине гистерезиса показан в табл 7.3,6. Благодаря включению в схему днода Д1 цепь положительной ОС размыкается при IJbx> lon и на выходе ОУ устанавливается близкое к нулю напряжение, определяемое токами утечки через диодД2 и резистор R4. Если затем входное напряжение уменьшится до значения t/on. выходное напряжение компаратора переключится в противоположное состояние Выходной сигнал можно снимать как с выхода ОУ, так и со стабилитрона. Преимущество схемы в том, что напряжение лог О приблизительно равно нулю, а не - t/д, как в других схемах. Это упрощает согласование выходных напряжений схемы сравнения в табл. 7 3, б с ТТЛ-схемами. Резистор ЯЗ включен для ограничения тока диодов при высоком уровне выходного напряжения, а резистор Я4 обеспечивает ток разряда емкости диода Д2 и увеличивает нагрузочную способность компаратора.

Двухпороговые компараторы (дискриминаторы). Компаратор, состояние выхода которого изменяется два раза при увеличении входного сигнала в некотором диапазоне, называют двухнороговым (Табл. 7.4).