Badanie komparatorów napięcia.docx

Analogowe komparatory napięcia

Komparatorem napięcia nazywamy szerokopasmowy wzmacniacz operacyjny, którego napięcie wyjściowe przyjmuje jedynie dwie skrajne wartości: minimalną lub maksymalną, przy czym poziomy tego napięcia są zazwyczaj dopasowanie do standardów cyfrowych (TTL, CMOS, ECL). Ponieważ komparatory pracują bez wewnętrznego sprzężenia zwrotnego są stale przesterowane.

Dlatego też są one tak konstruowane aby wyeliminować konsekwencje wynikające z pracy w warunkach przesterowania, czyli przeciwdziałać nasyceniu tranzystorów. Komparatory mogą pracować jako układy odwracające lub nieodwracające, z histerezą lub bez niej.

Symbol komparatora z zaznaczonymi napięciami wejściowymi(U1U2) i napięciem wyjściowym(U) oraz charakterystyka przejściowa komparatora: a) idealnego, b) rzeczywistego

Najważniejsze parametry komparatorów napięcia:

-                    wzmocnienie napięciowe,

-                    współczynnik tłumienia sygnału sumacyjnego CMRR,

-                    czułość(rozdzielczość),

-                    czas odpowiedzi,

-                    szybkość narostu napięcia wyjściowego

-                    maksymalne dopuszczalne napięcie wejściowe i maksymalne dopuszczalne różnicowe napięcie wejściowe,

-                    poziomy napięcia wyjściowego,

-                    maksymalne prądy wyjściowe,

-                    obciążalność wyjściowa.

Układy porównujące (komparatory) możemy podzielić ze względu na pełnioną funkcję na:

-                    detektory przejścia przez zero (UR= 0V),

-                    dyskryminatory progowe (UR≠0V),

-                    dyskryminatory okienkowe (UR1< UR< UR2).

Komparatory znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie zachodzi potrzeba zasygnalizowania przejścia badanego napięcia przez z góry ustalony próg. Ich zastosowanie jest bardzo szerokie i swoje miejsce znaleźć mogą w: układach formujących, przetwornikach analogowo-cyfrowych, dyskryminatorach amplitudy, generatorach, wzmacniaczach odczytu itd.

1.                 Dyskryminator progowy.

Dyskryminator progowy wytwarza na swym wyjściu sygnał logiczny, będący rezultatem porównania wartości napięcia (lub prądu) sygnału wejściowego z napięciem (lub prądem) odniesienia.

Napięcie wyjściowe przejmuję jedną z dwu możliwych wartości: maksymalną U0max lub minimalną U0 min, zależnie od znaku różnicy napięcia sygnału UI i napięcia odniesienia UR (napięcia referencyjnego). Wartości U0max i U0min zależą od rodzaju użytego komparatora; przebieg pokazanej charakterystyki U0 = f(UI) odpowiada poziomom logicznym, np. TTL.

Symbole dyskryminatora progowego oraz charakterystyki przejściowe w różnych konfiguracjach

Badanie dyskryminatora progowego.

a)   Schemat blokowy układu pomiarowego:

b) 

Schemat ideowy badanej płytki:

c)   Zasilić trenażer napięciem +/- 15 V. Włożyć zwory: Z2, Z3, Z7, Z11, Z12, Z15. Za pomocą potencjometru P1 ustawić w Pp1 kolejno napięcia -4V, 0V, +8V. Zdjąć charakterystyki statyczne Uwy = f(UPp2) przy UPp1 = const, regulując napięcie potencjometrem P2. Obserwować stany diod.

d)  Za pomocą potencjometru P2 ustawić kolejno napięcia: -6V, 2V, 7V w punkcie pomiarowym Pp2. Regulując napięcie potencjometrem P1 zdjąć charakterystyki Uwy = f(UPp1) przy

UPp2 = const, regulując napięcie potencjometrem P2. Obserwować stany diod.