так и со стабилитрона. Преимущество этого компаратора в том что напряжение лог. О приблизительно равно нулю, а не -f/д, как в других схемах. Это упрощает согласование выходных напряжений с ТТЛ-схемами. Резистор R3 включен для ограничения тока диодов при высоком уровне выходного напряжения, а резистор-R4 обеспечивает ток разряда емкости диода VD2 и увеличивает нагрузочную способность компаратора.

Современные полупроводниковые компараторы средней точности (52ICA1, 521СА2, 52ICA5), содержащие быстродействующие дифференциальные каскады и формирователи уровней выходного напряжения, фактически работают как линейные усилители с чувствительностью единицы милливольт [78]. Поэтому с их помощью> при медленно изменяющихся входных сигналах также невозможно сформировать четкие фронт и срез выходного напряжения при наличии на входе шумов или помех с амплитудами больше 0,1 мВ. Объясняется это следующим образом. Указанные компараторы имеют коэффициент усиления /(и-1000. Следовательно, для полного переключения их выходного напряжения f/вых (от О до 3 В или наоборот) необходимо изменить дифференциальный входной сигнал не менее чем на 3 мВ. При медленно изменяющемся входном сигнале зона чувствительности компаратора U=UbuJKii проходится за время t, значительно большее 100 не. Таким образом, при действии на входе шумов или помех компаратор, работающий как линейный усилитель в течение ч, будет усиливать их в 10 раз. Поэтому за время 1ч на выходе компаратора напряжение будет произвольно колебаться с частотой входных флуктуации.. Очень часто такой дребезг выходного напряжения недопустим поскольку это приводит к погрешностям в работе цифровой ИС,. подключенной к выходу компаратора. Наиболее эффективным средством устранения влияния входных флуктуации напряжения [/ф, является, так же как для ОУ, введение резисторной положительной ОС с выхода на неинвертирующий вход компаратора, т. е.. введение гистерезиса передаточной характеристики. Если напряжение гистерезиса [/г>[/ф, то удается получить четкое переключение выходного напряжения независимо от скорости изменения входного дифференциального сигнала. Однако в этом случае чувствительность компаратора ухудшается, так как определяется напряжением [/г>[/ч и задержка переключения выходного напряжения становится зависимой от скорости изменения входного-сигнала и мгновенного значения Ur.

Решить указанную выше проблему можно, включив добавочный усилитель в контур ОС компаратора для компенсации гистерезиса (рис. 5.4). Основным является компаратор А2, а компаратор л) с транзисторами VT1, VT2 выполняют функцию добавочного усилителя, управляемого входным сигналом и переключающего сигналы- в контуре ОС для компенсации гистерезиса [79]. Глубина положительной ОС компаратора А2 определяется отношением R/r, а компаратора А1 - отношением 2R/3r.

Напряжение гистерезиса компаратора А2 добавляется ко-

входному сигналу Ubx либо вычитается из него в зависимости от полярности Ubx- С ПОМОЩЬЮ компэраторэ А1 можно устранить влияние гистерезиса компаратора А2 на его чувствительность соответствующим подбором компенсирующего сигнала, поступающего из цепи транзисторов VT1, VT2- При этом не ухудшается

Рис. 5.4. Компенсация гистерезиса в регенераторном компараторе

помехоустойчивость А2. Например, установив г =150 Ом, R = = 15 кОм, получим исходное значение напряжения гистерезиса А1, равное 30 мВ (при амплитуде выходного сигнала компараторов 3 В), помехоустойчивость 15 мВ, а чувствительность к изменениям входного напряжения составит 5 мВ, т. е. в 3 раза выше, чем обычной схемы. Последнее справедливо только для Ubx, Uon>0. Получить мэксимальнос значение чувствительности можно подстройкой компенсирующего сигнала резистором Rn. Отрицательное напряжение, необходимое для компенсации напряжения смещения компаратора А2, формируется транзисторным усилителем на VT3, VT4.

В прецизионных компараторах отсутствует размытость фронта и среза выходного импульса, если входной сигнал проходит зону чувствительности за время меньше /в, сопротивление источника входного сигнала меньше 1 кОм и выводы для подключения напряжения питания зашунтированы конденсаторами емкостью больше 0,1 мкФ. Для высокоомного источника (больше 10 кОм) входного сигнала, при медленных его изменениях, отсутствии конденсаторов, шунтирующих выводы питания, или при размещении этих конденсаторов на плате вдали от компаратора генерируется пачка импульсов на его выходе.

Для одного из наиболее распространенных в аппаратуре компараторов 521 САЗ известны специальные методы улучшения переходной характеристики в перечисленных выше неблагоприятных режимах [80]. В отличие от компараторов средней точности

серии 521, в прецизионном компараторе 521 САЗ имеются специальные выводы 5 и 6 для регулировки напряжения смещения нуля. Эти выводы можно использовать для введения положительной ОС, не затрагивая входов ко-мпаратора (рис. 5.5,а). В этой схеме цепь регулировочных резисторов R1, R2 .может быть исключена, если не производится подстройка напряжения смещения

Рис. 5.5. Получение гистереаиса в компараторе 521САЗ использованием цепи регулировки смещения (а) и входов (б)

нуля. При высокоомных резисторах на входах компаратора целесообразно между выводами 2 ц. 3 включить шунтирующий конденсатор С1 емкостью 100--1000 мкФ. Указанные на схеме сопротивления резисторов R3, R4 обеспечивают напряжение гистерезиса 1-2 мВ. При этом изменение напряжения на резисторе R3, равное 0,25 В, меняет ток в цепи вывода 5, вводя гистерезис но току во входном каскаде компаратора. Показанная на схеме цепь R1 R2 позволяет регулировать напряжение смещения нуля в диапазоне ±8 мВ. Чтобы увеличить напряжение гистерезиса, т. е. нечувствительность компаратора ко входным сигналам, следует увеличивать сопротивление R4.

Для компараторов, не имеющих апециальных выводов для регулировки напряжения СлМвщения нуля, рекомендуется при введении положительной ОС использовать дополнительный делитель, подключенный к источнику отрицательного напряжения (рис. 5.5,6). Резисторный делитель R1, R2 обеспечивает отрицательное напряжение смещения неинвертирующего входа компаратора. Благодаря этому напряжение гистерезиса, равное UsuxRzlRx, смещается ниже нуля на величину, равную U~nRilR2-Таким образом, нижняя граница гистерезиса определяется напряжением U- Ri/R2, а верхняя - равна [/вых/?з 1 + f n/?i/.R2-

Компаратор с регулируемым гистерезисом передаточной характеристики и значительно большим, чем в 521САЗ, выходным током можно построить на таймере 1006ВИ1 (рис. 5.6). Опорное напряжение Uon, подаваемое на вывод 5, устанавливает верхний