Содержание
- 2. Аналоговые компараторы Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения момента равенства двух напряжений и выработки цифровых выходных
- 3. Аналоговые компараторы Основным динамическим параметром компаратора, определяющим его быстродействие, является время задержки распространения tздр скачкообразного входного
- 4. Если к инвертирующему входу приложено большое отрицательное напряжение -Uвх, то Uвых = Uвыхmax. На неинвертирующем входе
- 5. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ Аналоговые коммутаторы а) последовательный; б) параллельный; в) последовательно-параллельный Ключи на биполярных транзисторах В схеме
- 6. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ Параллельный ключ а - прямое включение; б - инверсное включение Последовательный ключ Последовательно-параллельный ключ
- 7. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ Ненасыщенные ключи на биполярных транзисторах Ключи на полевых транзисторах Ключи на полевых транзисторах используются
- 9. Скачать презентацию
Аналоговые компараторы
Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения момента равенства двух напряжений
Аналоговые компараторы
Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения момента равенства двух напряжений
Входы стробирования предназначены для фиксации момента времени сравнения входных сигналов и выдачи результата сравнения на выход.
Результаты сравнения могут появляться на выходе компаратора только во время строба (компаратор со стробом без памяти) или могут фиксироваться в элементах памяти компаратора до прихода очередного импульса строба (компаратор с памятью).
Стробирование может выполняться по уровню импульса или по его фронту.
Компараторы напряжения делятся на две группы в соответствии с временными диаграммами: с характеристикой без гистерезиса и с гистерезисом.
Характеристики аналоговых компараторов
Основные параметры можно разделить на статические и динамические. К статическим параметрам относятся такие, которые определяют его состояние в установившемся режиме:
Пороговая чувствительность - минимальный разностный сигнал, который можно обнаружить компаратором и зафиксировать на выходе как логический сигнал.
Напряжение смещения ЕСМ - определяет смещение передаточной характеристики компаратора относительно идеального положения. Для коррекции этого смещения используют балансировку.
Входные токи I+вх и I-вх - токи, протекающие через входные выводы компараторов.
Разность входных токов ΔIвх = I+вх - I-вх - токи, протекающие через закороченные входы.
Напряжение гистерезиса UГ - разность входных напряжений, вызывающих срабатывание компаратора при увеличении или уменьшении входного напряжения.
Коэффициент ослабления синфазного сигнала КОСС - отношение синфазного сигнала UСФ к дифференциальному сигналу ΔUвх, вызывающему срабатывание компаратора КОСС = 20 lg(UСФ/ΔUвх).
Входное сопротивление - полное входное сопротивление для малого разностного сигнала.
Выходные логические уровни - напряжения логического 0 и 1 на выходе.
Аналоговые компараторы
Основным динамическим параметром компаратора, определяющим его быстродействие, является время задержки
Аналоговые компараторы
Основным динамическим параметром компаратора, определяющим его быстродействие, является время задержки
Стробируемые компараторы характеризуются: временем разрешения выборки и максимальной частотой стробирования. Качество стробируемых компараторов тем выше, чем меньше время разрешения выборки и чем больше допустимая частота стробирования.
Триггер Шмитта
Триггер Шмитта – компаратор, уровни включения и выключения которого не совпадают, а различаются на величину гистерезиса переключения UГ. У простейшего компаратора два недостатка. При медленно изменяющемся входном сигнале напряжение на выходе изменяется медленно. Если во входном сигнале присутствует шум, то на выходе дребезг в те моменты, когда напряжение на входе проходит через точку переключения. Устраняет положительная обратная связь через делитель напряжения R1R2 (инвертирующий триггер Шмитта).
Если к инвертирующему входу приложено большое отрицательное напряжение -Uвх, то Uвых
Если к инвертирующему входу приложено большое отрицательное напряжение -Uвх, то Uвых
При повышении Uвх Uвых сначала не меняется. Но как только Uвх достигает значения UНmax, выходное напряжение начинает падать, а вместе с ним и потенциал на неинвертирующем входе UН. Благодаря действию этой положительной обратной связи Uвых скачком падает до величины Uвыхmin, а UН будет достаточно большой отрицательной величиной, и достигнутое состояние - стабильным. Теперь выходное напряжение изменится опять до значения Uвыхmax только тогда, когда входное напряжение Uвх достигнет значения UНmax.
Аналоговые компараторы
Компараторы на интегральных микросхемах
три группы:
общего применения (t < 300нс, Ку < 100дБ);
быстродействующие (t < 30нс);
прецизионные (Ку> 100дБ, ЕСМ < 3мВ, ΔIвх < 10нА).
Компараторы общего назначения: преимущества - они потребляют меньшую мощность, могут работать при низком напряжении питания и в одном корпусе располагается до четырех компараторов. Многие компараторы общего назначения имеют на выходе транзистор с открытым коллектором, что позволяет подключать нагрузку этого транзистора к внешнему источнику питания, напряжение которого выбирается в зависимости от типа используемой логики.
Прецизионные компараторы отличаются рядом улучшенных характеристик. Они имеют повышенный коэффициент усиления, меньшее пороговое напряжение переключения, пониженное напряжение смещения нулевого уровня и малый входной ток. Быстродействие этих компараторов обычно не очень высокое, время переключения обычно меньше 300 нс.
ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
Аналоговые коммутаторы
а) последовательный;
б) параллельный;
в) последовательно-параллельный
Ключи на биполярных транзисторах
В схеме
ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
Аналоговые коммутаторы
а) последовательный;
б) параллельный;
в) последовательно-параллельный
Ключи на биполярных транзисторах
В схеме
Uвых > UH при Uупр < UL,
Uвых < UL при Uупр > UH.
Эти условия должны выполняться даже для самого неблагоприятного случая, т.е. Uвых не должно быть меньше, чем при Uупр = UL, и Uвых не должно быть больше, чем при Uупр = UH. Такие условия могут быть выполнены соответствующим выбором уровней UH и UL, также величин сопротивлений RК и RБ.
ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
Параллельный ключ
а - прямое включение;
б - инверсное включение
Последовательный ключ
Последовательно-параллельный ключ
Динамические
ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
Параллельный ключ
а - прямое включение;
б - инверсное включение
Последовательный ключ
Последовательно-параллельный ключ
Динамические
tзд = (tздL + tздH) / 2
Ключ с форсирующим конденсатором
ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
Ненасыщенные ключи на биполярных транзисторах
Ключи на полевых транзисторах
Ключи на полевых
ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
Ненасыщенные ключи на биполярных транзисторах
Ключи на полевых транзисторах
Ключи на полевых
малое остаточное напряжение на ключе, находящемся в открытом состоянии;
высокое сопротивление в непроводящем состоянии и, как следствие, малый ток, протекающий через транзистор, канал которого перекрыт;
малая мощность, потребляемая от источника управляющего напряжения;
хорошая электрическая развязка между цепью управления и цепью коммутируемого сигнала;
возможность коммутации электрических сигналов очень малого уровня (порядка мкВ).
По быстродействию ключи на полевых транзисторах обычно уступают ключам на биполярных транзисторах. Кроме того, у них наблюдается проникновение в коммутируемую цепь дополнительных импульсов, параметры которых зависят от управляющего сигнала. Причиной их появления является наличие емкостей затвор-сток и затвор-исток.
аналоговый коммутатор на n-канальном
МОП ПТ с индуцированным каналом
аналоговый коммутатор на комплементарных МОП ПТ