МИКРОСХЕМЫ КОМПАРАТОРОВ
В практике радиолюбителей часто возникает необходимость в сравнении величин аналоговых сигналов с выдачей результата сравнения в виде двухуровневого логического сигнала. Решить эту задачу можно с помощью специальных микросхем — компараторов. В общем случае это специализированные ОУ с дифференциальным входным каскадом, работающим в линейном режиме, и одиночным или парафазным выходным каскадом, работающим в режиме ограничения.
Обычно на один из входов компаратора подают исследуемый сигнал, на другой — опорное напряжение. Если их разность меньше напряжения срабатывания, на выходе формируется сигнал логической 1, в противном случае — сигнал логического 0.
Компараторы применяют в высокоскоростных аналого-цифровых преобразователях, усилителях считывания запоминающих устройств, автогенераторах, пиковых детекторах, дискриминаторах и других устройствах.
Таблица 2.8
| Параметр | K521CAI | К521СА2 | К521САЗ | К597СА1 |
| Коэффициент усиления, тыс. | 0,75 | 0,75 | 50 | 1 |
| Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений, дБ | 70 | 70 | — | |
| Напряжение „I", В | 2,5 — 6 | 2,4-4-4 | — | — 0,8 |
| Напряжение „0", В | — 1-0 | — 1-0 | 0,4 | — 1,6 |
| Входной ток, мкА | 75 | 75 | 0,1 | 10 |
| Разность входных токов, мкА | 10 | 10 | 0,01 | 3 |
| Напряжение смещения, мВ | 3,5 | 5 | 3 | 5 |
| Входное напряжение, В | 1-5 | ±5 | + 15 | +3,5 |
| Ток стробирования, мА | 2,5 | — | 3 | 0,01 |
| Время задержки включения,
КС |
ПО | 120 | 300 | — |
| Напряжение питания, В положительное | 12 | 12 | 15-S-5 | 6 |
| отрицательное | — 6 | — 6 | — 15-5-0 | — 5,2 |
| Ток потребления, мА от положительного источника питания | 11,5 | 9 | 6 | 22 |
| от отрицательного источника питания | 7 | 8 | 5 | 26 |
Параметры некоторых интегральных компараторов приведены в табл. 2.8. Для примера рассмотрим компаратор К521СА2 (рис. 2.33,а).
Рис. 2.33. Микросхема К521СА2 (а) и прецизионный компаратор на.
микросхеме К521СА1 (б)
Компаратор выполнен по сравнительно простой схеме без входов стробирования.
На входе применен дифференциальный каскад на транзисторах T6
и T7 с генератором стабильного тока на транзисторе Т9. Термостабилизация режима транзистора T9 обеспечивается транзистором Т10
в диодном включении.
Второй каскад тоже выполнен по дифференциальной схеме на транзисторах Т4 и 7Y Благодаря балансной схеме подачи смещения поддерживается постоянным напряжение на базе транзистора Т3 при изменении положительного напряжения питания. Стабилитрон Д2 в змиттерных цепях транзисторов Г4 и Т5 фиксирует потенциалы их баз на уровне 7В. Это значение определяет допустимый входной сигнал. Для повышения нагрузочной способности выхода по току применен эмиттерный повторитель на транзисторе 72.
Стабилитрон Д1
в эмиттерной цепи этого транзистора предназначен для сдвига уровня выходного сигнала с целью обеспечения совместительности компаратора по выходу с входами цифровых ТТЛ микросхем. Транзистор Т8 обеспечивает путь для входного вытекающего тока подключенной к компаратору ТТЛ микросхемы при логическом 0. Транзистор Т1 в диодном включении замыкает дифференциальный выход второго каскада, если размах выходного напряжения в положительной области превышает 4 В. Это способствует повышению быстродействия компаратора.
Более совершенной является двухканальная схема построения компараторов, реализованная, в частности, в микросхеме К521СА1. На рис. 2.33,6 приведен пример использования этой микросхемы в качестве компаратора напряжения.
