Компаратор микросхема: схема включения, datasheet и аналог

Содержание

LM339(N) — ОУ и Компараторы — МИКРОСХЕМЫ — Электронные компоненты (каталог)

Корпус: DIP-14

 

LM339(N)— 4-канальный компаратор для работы в бытовом диапазоне температур (0..+70°С). Выход — открытый коллектор.

Микросхема компараторов LM339(N) по функциональному назначению и расположению выводов аналогична таким микросхемам как LM139, LM239, LM2901, MC3302, но отличается от них температурным диапазоном работы и незначительно другими параметрами.

Отечественный аналог: КР1401СА1.

 

Расположение выводов LM339N:

Назначение выводов LM339N:

Назначение
1 Выход 2
2 Выход 1
3 + Питания
4

Инвертирующий вход 1

5

Неинвертирующий вход 1

6

Инвертирующий вход 2

7

Неинвертирующий вход 2

8 Инвертирующий вход 3
9 Неинвертирующий вход 3
10 Инвертирующий вход 4
11

Неинвертирующий вход 4

12 — Питания (общий)
13 Выход 4
14 Выход 3

Предельные режимы LM339N:

Напряжение питания

+36V

или

±18V

Входное напряжение

-0,3..+36V

Дифференциальное

входное напряжение

36V

Выходной ток 20mA

Диапазон температур

0..+70°С


Замыкание выхода на +Vcc может вывести микросхему LM339 из строя.

Основные характеристики LM339N:

Параметр

Мин.

Тип.

Макс.

Напряжение смещения

 

±1mV

±5mV

Синфазный входной ток   25nA 250nA

Дифференциальный входной ток

 

±5nA

±50nA

Выходной втекающий ток

6mA

16mA

 

Коэффициент усиления по напряжению

50V/mV

200V/mV

 

Напряжение насыщения

 

 

400mV

Ток потребления

 

1,1mA

2,0mA

Время отклика

 

1,3µS

 

Время отклика на большом сигнале   300nS  

 

Эквивалентная схема одного канала LM339N:

 

Более подробные характеристики микросхемы LM339 с графиками работы и примерами схем включения Вы можете получить, скачав файл документации ниже (на английском языке).

Компаратор — напряжение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Компаратор — напряжение

Cтраница 2

Основное применение компараторы напряжения находят в устройствах сопряжения цифровых и аналоговых сигналов. При одинаковых значениях сопротивлений в резис-тивном делителе на инвертирующие входы компараторов подано напряжение nU0JA, где п — порядковый номер компаратора. На неин-вертирующие входы компаратора подано напряжение Um. В результате сравнения входного напряжения с опорными напряжениями на инвертирующих входах компараторов на выходах компараторов образуется унитарный цифровой код входного напряжения. При помощи цифрового преобразователя кода этот код можно преобразовать в двоичный.  [16]

Микросхемы представляют собой быстродействующий компаратор напряжения.  [17]

Микросхема представляет собой сдвоенный компаратор напряжения.  [18]

Микросхемы представляют собой быстродействующий компаратор напряжения со стробированием и запоминанием предыдущего состояния. Имеют дифференциальный вход и комплементарные выходы, совмещаемые с логическими уровнями ЭОЛ. Входные уровни по ( пробируемому входу совместимы с логическими уровнями ЭСЛ.  [19]

Микросхемы представляют собой сдвоенный стробируемый компаратор напряжения. Обладают повышенной чувствительностью к малым уровням дифференциальных и синфазных импульсов. Состоят из двух идентичных компараторов напряжения с дифференциальными входами и стробируемыми выходами, совмещенными по ИЛИ. Стробирование по каждому каналу позволяет поочередно опрашивать оба компаратора и расширять функциональные возможность ИС. Совместимы со входами стандартных схем РТЛ, ДТЛ и ТТЛ.  [20]

Микросхемы представляют собой сдвоенный стробируемый компаратор напряжения. Обладают повышенной чувствительностью к малым уровням дифференциальных и синфазных импульсов. Состоят из двух идентичных компараторов напряжения с дифференциальными входами и пробируемыми выходами, совмещенными по ИЛИ. Стробирование по каждому каналу позволяет поочередно опрашивать оба компаратора и расширять функциональные возможность ИС. Совместимы со входами стандартных схем РТЛ, ДТЛ и ТТЛ.  [21]

Микросхема представляет собой четырехканальный компаратор напряжения средней точности.  [22]

Микросхема представляет собой счетверенный компаратор напряжения средней точности.  [23]

Входные каскады компараторов напряжения имеют дифференциальные входы.  [24]

Микросхемы представляют собой компаратор напряжения.  [25]

Микросхемы представляют собой компаратор напряжения, Содержат 51 интегральный элемент.  [26]

Задача 7.27. Рассчитать

компаратор напряжения, представленный на рис. 7.67. Предполагается, что операционный усилитель идеальный. Выход должен сопрягаться с цифровыми интегральными схемами. На вход схемы подается аналоговый сигнал с помехами 20 мВ от пика к пику. Помехи не должны препятствовать правильной работе схемы.  [27]

Микросхемы представляют собой компаратор напряжения.  [28]

Для чего применяют компаратор напряжения.  [29]

Микросхемы представляют собой компаратор напряжения.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Цифровые микросхемы транзисторы.

Микросхемы ТТЛ (74…).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие t

зд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии

ТТЛ серия Параметр Нагрузка
Российские Зарубежные Pпот. мВт. tзд.р. нс Эпот. пДж. Cн. пФ. Rн. кОм.
К155 КМ155 74 10 9 90 15 0,4
К134 74L 1 33 33 50 4
К131 74H 22 6 132 25 0,28
К555 74LS 2 9,5 19 15 2
К531 74S 19 3 57 15 0,28
К1533 74ALS 1,2 4 4,8 15 2
К1531 74F 4 3 12 15 0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий

Нагружаемый
выход
Число входов-нагрузок из серий
К555 (74LS) К155 (74) К531 (74S)
К155, КM155, (74) 40 10 8
К155, КM155, (74), буферная 60 30 24
К555 (74LS) 20 5 4
К555 (74LS), буферная 60 15 12
К531 (74S) 50 12 10
К531 (74S), буферная 150 37 30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ

Параметр Условия измерения К155 К555 К531 К1531
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Макс.
U1вх, В
схема
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах 2 2 2 2
U0вх, В
схема
0,8 0,8 0,8
U0вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 0,4 0,35 0,5 0,5 0,5
I0вых= 16 мА I0вых= 8 мА I0вых= 20 мА
U1вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 2,4 3,5 2,7 3,4 2,7 3,4 2,7
I1вых= -0,8 мА I1вых= -0,4 мА I1вых= -1 мА
I1вых, мкА с ОК
схема
U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В 250 100 250
I1вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В 40 20 50
I0вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В -40 -20 -50
I1вх, мкА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В 40 20 50 20
I1вх, max, мА U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В 1 0,1 1 0,1
I0вх, мА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В -1,6 -0,4 -2,0 -0,6
Iк.з., мАU1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В -18 -55 -100 -100 -60 -150

АО «НПП «Пульсар» — Быстродействующий компаратор напряжения с парафазными выходами 1481СА1Р

Наименование параметра, единица измерения, режим измерения Буквенное обозначение параметра Норма параметра Температура среды, °С
не менее не более
Параметры цифрового выхода
Выходное напряжение высокого уровня, В,
Ucc1 = 4,5 В; Uсс2 = 0 В
UOH 2,4 -60±3
25±10
125±3
Выходное напряжение низкого уровня, В,
Ucc1 = 5 В, Ucc2 = 0 В
UOL 0,4 -60±3
25±10
125±3
Параметры аналогового входа
Напряжение смещение нуля, мВ,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
UIO 10 -60±3
25±10
125±3
Входной ток, мкА,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
II -8,0 -60±3
25±10
125±3
Разность входных токов, мкА,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
IIO |±6| -60±3
25±10
125±3
Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений, дБ,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
KCMR 65 25±10
55 -60±3
125±3
Коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения нуля, дБ,
Ucc1 = 5,5 В; Ucc2 = 0 В
Ucc1 = 4,5 В; Ucc2 = 0 В
KSVR 50 25±10
45 -60±3
125±3
Параметры стробирующего входа
Пороговое напряжение высокого уровня, В,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
UIH 2,1 -60±3
25±10
125±3
Пороговое напряжение низкого уровня, В,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
UIL 0,8 -60±3
25±10
125±3
Входной ток высокого уровня, мкА,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
IIH -2,0 -60±3
25±10
125±3
Входной ток низкого уровня, мкА,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
IIL -6,0 -60±3
25±10
125±3
Параметры питания
Ток потребления по положительному источнику питания, мА,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
ICC1 12,0 -60±3
25±10
125±3
Ток потребления по отрицательному источнику питания, мА,
Ucc1 = 5,5 В; Ucc2 = 0 В
ICC2 10,0 -60±3
25±10
125±3
Ток потребления по общей шине, мА,
Ucc1 = 5,5 В; Ucc2 = 0 В
ICC GND 8,5 -60±3
25±10
125±3
Динамические параметры
Время задержки распространения сигнала при включении (выключении), нс,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
tPHL (tPLH) 10 25±10
15 -60±3
125±3
Дифференциальная задержка распространения сигнала, нс,
Ucc1 = 5 В; Ucc2 = 0 В
Δtp 2,5 25±10
4,0 -60±3
125±3
Примечание — время задержки распространения сигнала при включении (выключении) tPHL (tPLH)
и дифференциальная задержка распространения сигнала Δtp измеряются на прямом и инверсном выходах.

Что такое компаратор тока



Компаратор принцип работы

Компаратор — это что такое? Микросхема и принцип работы

Компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения каких-либо величин (от лат. comparare – «сравнивать»).

Является операционным усилителем с большим коэффициентом умножения. Имеет входы: прямой и инверсный. При необходимости опорный сигнал может быть подключен к любому из них.

Как работает компаратор?

На один из входов подается постоянный сигнал, который называется опорным.

Он используется как образец для сравнения. Ко второму поступает испытуемый сигнал. На выходе стоит транзистор, меняющий свое состояние в зависимости от условий:

  • Напряжение прямого входа выше инверсного – транзистор открыт.
  • Напряжение инверсного входа выше прямого – закрыт.

Соответственно, выходное напряжение меняется скачком от минимума до максимума, или наоборот.

Применение компаратора

Используются в схемах измерения электрических сигналов и в аналогово-цифровых преобразователях. В логических цепях работают элементы «или» и «не», также являющиеся компараторами. Соответственно, использование этого компонента не ограничивается конкретными примерами, поскольку он применяется повсеместно.

Стоит отметить, что устройство сравнения можно сделать из любого операционного усилителя, но не наоборот. Коэффициент усиления компаратора достаточно высок. Соответственно, его входы очень чувствительны к разнице напряжений между ними. Расхождение в несколько милливольт значительно изменяет напряжение выхода.

Таким образом, компаратор позволяет наблюдать минимальные колебания уровней входных напряжений.

Это делает его незаменимым элементом схем сравнения и измерительных приборов высокой точности:

  • индикаторы уровня входящего сигнала;
  • металлоискатели;
  • микро- и милливольтметры;
  • детекторы электромагнитных излучений;
  • лабораторные датчики;
  • компараторы массы;
  • газоанализаторы.

Принцип действия аналогового компаратора

Аналоговый компаратор сравнивает непрерывные сигналы – входной измеряемый и входной опорный.

При медленном изменении входного сигнала, происходит многократное переключение компаратора за малый отрезок времени.

Такое явление называют «электронным дребезгом». Его наличие значительно снижает эффективность сравнения. Поскольку часто повторяющиеся смены состояния выхода, вводят оконечный транзистор в состояние насыщения.

Для уменьшения эффекта «электронного дребезга», в схему вводят ПОС – положительную обратную связь.

Она обеспечивает гистерезис – небольшую разницу между уровнем напряжения включения и отключения.

Некоторые компараторы имеют встроенную ПОС, что уменьшает количество дополнительных элементов построения конструкции.

Особенности цифрового компаратора

Цифровой компаратор – это однобитный аналогово-цифровой преобразователь.

Напряжение выхода представляет либо логический «0», либо «1».

На вход может быть подан как аналоговый, так и цифровой сигнал.

Устройство используется в качестве формирователя импульсов для сопряжения схем датчиков и устройств отображения.

Может применяться для анализа спектра звукового или светового сигнала.

Компаратор – это также логические элементы «или» и «не», используемые в вычислительной технике.

Теоретически при незначительно малых колебаниях уровня входного сигнала, может возникать состояние неопределенности выхода. На практике равенство измеряемого и опорного напряжений не наступает. Поскольку компаратор имеет ограниченный коэффициент усиления или положительную обратную связь.

Компаратор-микросхема

Промышленность выпускает компараторы в виде интегральных схем. Их использование позволяет создавать компактные приборы, с минимумом навесных элементов. Также преимущество малогабаритных деталей в незначительной длине соединительных проводников. В условиях повышенного электромагнитного излучения они являются приемными антеннами для всевозможных электрических помех.

Компаратор на операционном усилителе

У компараторов есть немалое сходство с операционными усилителями:

  • коэффициент усиления;
  • входное сопротивление;
  • значение входных токов;
  • состояние насыщения.

Пример практического применения компаратора

На принципиальной схеме представлен датчик освещенности.

Опорное напряжение задается резисторами RV1 и R2. При этом, RV1 служит регулятором чувствительности конструкции. Индикация реализована на светодиоде D1. Датчиком является элемент LDR1, который меняет омическое сопротивление в зависимости от освещенности. Собственно компаратор представлен операционным усилителем LM324. Это простое устройство демонстрирует то, как работает компаратор на практике.

Компараторы массы: понятие

Компаратор массы это устройство, предназначенное для уточнения разности значений массы гирь при контроле стандартов массы и веса, а также, для прецизионного взвешивания. Наиболее точные компараторы массы способны взвесить любой образец и сравнить его с иным, подобным ему. Происходит это на уровне атомов. Необходимость в таких устройствах возникает по причине несовершенства эталонных образцов мер веса и объема жидкости.

Типы компараторов

– компаратор для сравнения разнополярных сигналов;

– компаратор для сравнения однополярных сигналов.

Источник

Компаратор

Компаратор (аналоговых сигналов) (англ. comparator — сравнивающее устройство [1] ) — электронная схема, принимающая на свои входы два аналоговых сигнала и выдающая логическую «1», если сигнал на прямом входе («+») больше чем на инверсном входе («−»), и логический «0», если сигнал на прямом входе меньше, чем на инверсном входе.

Одно напряжение сравнения двоичного компаратора делит весь диапазон входных напряжений на два поддиапазона. Двоичный логический сигнал (бит) на выходе двоичного компаратора указывает в каком из двух поддиапазонов находится входное напряжение.

Простейший компаратор представляет собой дифференциальный усилитель. Компаратор отличается от линейного операционного усилителя (ОУ) устройством и входного и выходного каскадов:

  • Входной каскад компаратора должен выдерживать широкий диапазон входных напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами, вплоть до размаха питающих напряжений, и быстро восстанавливаться при изменении знака этого напряжения.
  • Выходной каскад компаратора выполняется совместимым по логическим уровням и токам с конкретным типом входов логических схем (технологий ТТЛ, ЭСЛ и т. п.). Возможны выходные каскады на одиночном транзисторе с открытым коллектором (совместимость с ТТЛ и КМОП логикой).
  • Для формирования гистерезисной передаточной характеристики, компараторы часто охватывают положительной обратной связью. Эта мера позволяет избежать быстрых нежелательных переключений состояния выхода, обусловленном шумами во входном сигнале, при медленно изменяющемся входном сигнале.

При подаче эталонного напряжения сравнения на инвертирующий вход, входной сигнал подаётся на неинвертирующий вход и компаратор является неинвертирующим (повторителем, буфером).

При подаче эталонного напряжения сравнения на неинвертирующий вход, входной сигнал подаётся на инвертирующий вход и компаратор является инвертирующим (инвертором).

Несколько реже применяются компараторы на основе логических элементов, охваченных обратной связью (см., например, триггер Шмитта — не компаратор по своей природе, но устройство с очень схожей областью применения).

При математическом моделировании компаратора возникает проблема выходного напряжения компаратора при одинаковых напряжениях на обоих входах компаратора. В этой точке компаратор находится в состоянии неустойчивого равновесия. Проблему можно решить, если принять доопределение, что, в точке неустойчивого равновесия выходное напряжение компаратора остаётся в предыдущем состоянии.

Содержание

Реализации

В аналоговой схемотехнике компаратор обычно реализуется на базе операционного усилителя, охваченного резистивной положительной обратной связью.

Компараторы с двумя и более напряжениями сравнения

Строятся на двух и более дифференциальных усилителях.

Компараторы, построенные на двух дифференциальных усилителях, можно условно разделить на двухвходовые и трёхвходовые. Двухвходовые компараторы применяются в тех случаях, когда сигнал изменяется достаточно быстро (не вызывает быстрых переключений состояния выхода, и на выходе генерируют один из потенциалов, которыми запитаны опреационные усилители (как правило — +5В или 0В).

Троичный компаратор

Трёхвходовой (троичный) компаратор имеет два напряжения сравнения. Два напряжения сравнения делят весь диапазон входных напряжений на три нечётких поддиапазона в нечёткой (fuzzy) троичной логике, которым присваиваются три чётких значения в чёткой троичной логике. Двухбитный троичный (2B BCT) логический сигнал (трит) на выходе троичного компаратора указывает в каком из трёх поддиапазонов находится входное напряжение. Логическая часть троичного компаратора выполняет унарную троичную логическую функцию — «повторитель» (F1073 = F810). Двухбитный троичный трит (2B BCT) может быть преобразован в трёхбитный трит (3B BCT) или в трёхуровневый трит (3LCT).
Троичный компаратор является простейшим одноразрядным троичным АЦП.
Троичный компаратор является переходником из нечёткой (fuzzy) троичной логики в чёткую троичную логику для решения задач нечёткой троичной логики средствами чёткой троичной логики.
Применяется в прецизионном триггере Шмитта с RS-триггером.
Троичный компаратор низкого качества с двоичными компараторами на цифровых логических элементах применён в троичном индикаторе напряжения источника питания с преобразованием двухбитного трита (2B BCT) в трёхбитный одноединичный трит (3B BCT) [2] .

Многовходовые компараторы

Входной каскад параллельных АЦП прямого преобразования является многоуровневым компаратором. В нём применяются напряжений сравнения, где n — количество битов выходного кода.

Промышленные компараторы

Пример широко известных компараторов: LM311 (российский аналог — КР554СА3), LM339 (российский аналог — К1401СА1). Эта микросхема часто встречается, в частности, на системных платах ЭВМ, а также в системах управления ШИМ контроллеров в блоках преобразования напряжения (например в компьютерных блоках питания с системой питания ATX). Подробнее о них можно узнать из книги «Электроника», О. В. Миловзоров, И. Г. Панков — 2004; «Электронные приборы и усилители», Ф. И. Вайсбурд, Г. А. Панаев, Б. Н. Савельев — 2005

Источник

Зачем нужен цифровой и аналоговый компаратор

Для управления электронными схемами применяются различные устройства, которые помогают настраивать и разветвлять сигналы. Для сравнения двух разных импульсов часто используется компаратор с однополярным питанием.

Обозначение и технические характеристики

Компаратор – это устройство, которое сравнивает два разных напряжения и силу тока, выдает конечный силовой сигнал, указывая на большее из них, одновременно производя расчет соотношения. У него есть две аналоговые вводные клеммы с положительным и отрицательным сигналом и один двоичный цифровой выход, как и у АЦП. Для отображения сигнала используется специальный индикатор.

УГО отображение компаратора выглядите следующим образом:

Фото — УГО компаратора

Изначально использовался только интегрированный компаратор напряжения (MAX 961ESA, PIC 16f628a), который известен как высокоскоростной. Он требует определенного дифференциального напряжения в определенном диапазоне, который существенно ниже, чем напряжение сети питания. Эти приборы не допускают никаких других внешних сигналов, которые находятся вне диапазона напряжения сети.

Сейчас гораздо чаще используется аналоговый цифровой компаратор (Attiny/ Atmega 2313), у которого транзисторный ввод. У него вводный потенциал сигнала находится в диапазоне менее 0,3 Вольт и не поднимается выше. Устройство может быть также ультра быстрого типа (стереокомпаратор), благодаря чему входной сигнал меньше обозначенного диапазона, к примеру, 0,2 Вольта. Как правило, используемый диапазон ограничивается только конкретным входным напряжением.

Фото — Компаратор

Помимо простого прибора, также существует видеоспектральный компаратор на ОУ (операционном усилителе). Это прибор, у которого очень тонко сбалансирована разница входа и высокого сопротивления сигнала. Благодаря такой характеристики, операционный компаратор используется в низкопроводимых схемах с небольшим вольтажем.

Фото — схема компаратора

В теории, частотный операционный усилитель работает в конфигурации с открытым контуром (без отрицательной обратной связи) и может быть использован в качестве компаратора низкой производительности. Но при этом, не инвертирующий вход (+ V) находится на более высоком напряжении, чем на инвертирующий (V-). Высокое усиление, выходящее из операционного усилителя, провоцирует выход низкого напряжения на входе в устройство.

Когда неинвертирующий вход падает ниже инвертирующего входа, выходной сигнал насыщается при отрицательном уровне питания, то он все равно может проводить импульсы. Выходное напряжение ОУ ограничивается только напряжением питания. Принципиальная электрическая схема ОУ работает в линейном режиме с отрицательной обратной связью, с помощью сбалансированного сплит-источника питания (питание от ± V S ). Многие приборы, работающие с компаратором, также имеют свойство фиксировать полученные данные при помощи видео-, фото- или документальной записи. Эти электронные принципы не работают в системах, где используются разомкнутые контуры и низкопроводящие элементы.

Фото — простой компаратор

Но у компараторного усилителя существует несколько существенных недостатков:

  1. Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
  2. Почти все операционные усилители имеют конденсатор внутренней компенсации, который ограничивает скорость нарастания выходного напряжения для высокочастотных сигналов. Исходя из этого, данная схема немного задерживает импульс;
  3. Компаратор не имеет внутреннего гистерезиса.

Из-за этих недостатков, компаратор для управления различными схемами, в большинстве случаев, используется без усилителя, исключением является генератор.

Компаратор предназначен для производственных процессов с ограниченным выходным напряжением, которое легко взаимодействует с цифровой логикой. Поэтому его часто используются в различных термических приборах (терморегулятор, реле температуры). Также его применяют для сравнения сигналов и сопротивлений таких устройств, как таймер, стабилизатор и прочая схемотехника.

Фото — аналоговый компаратор

Видео: компараторы

Принцип работы

Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.

Фото — схема работы компаратора

Схема включения, по которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Используя аналоговый сигнал во + входе, именуемым «неинвертируемым», и выходе, который называется под названием «инвертируемый», устройство использует два аналогичных разнополярных сигнала. При этом если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, то выход будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, которую нужно включить. Но, если вход находится на отрицательном уровне, то сигнал будет равняться «0», из-за чего, коллектор будет находиться в закрытом виде.

Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.

Назначение

Зачем нужен компаратор и как его использовать без усилителя? В большинстве случаев, этот прибор применяется в несложных компьютерных схемах, где нужно сравнивать сигналы входящего напряжения. Это может быть зарядное устройство для ноутбука или телефона, весы (определитель массы), датчик сетевого напряжения AVR, таймер (компоратор типа lm 358, микроконтроллер и т. д. Также его применяют различные интегральные микросхемы для контроля входных импульсов, обеспечивая связь между источником сигнала и его центром назначения.

Фото — компараторы для компьютера

Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.

Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.

Фото — ОУ компаратор

Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.

Программирование и компаратор

Компоратор используется не только как часть электрической схемы ШИМ и т. д., его часто используют для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-коллекций.

  1. Чтобы работать, Вам понадобится специальная программа Maven. Для начала Вам нужно создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создаете новый проект, в структуре выберете два компонента: comparator и pojo. Наличие проверяется при помощи утилиты JUnit 4.11;
  2. Установите pom.xml и создайте новый файл. Прерывание процесса недопустимо, поэтому очень важно на каждом этапе сохранять. После осуществляется создание и настройка POJO, где указываются нужные настройки. Параметры зависят от требований к конкретной библиотеке. Это могут быть даты рождения, общая информация по проживанию и т. д.;
  3. И только после создается компаратор. Это класс, который используется для поверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование данного класса необходимо, если нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Благодаря этому обеспечивается защита данных и их классификация по определенному принципу.

Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена прибора варьируется в зависимости от его назначения и количества каналов.

Источник

Компаратор напряжения: как работает и примеры схем

В электронных приборах часто можно встретить различные интегральные микросхемы. Одной из них является компаратор. Его применение очень обширно: начиная от сигнализационных датчиков и заканчивая промышленной и автомобильной электроникой. Зная, как работает компаратор, можно самостоятельно собрать различные интересные схемы, например, зарядное устройство, индикаторный узел или даже генератор.

  • Описание и схемотехника
    • Характеристики прибора
    • Устройство и принцип работы
  • Простые конструкции
    • Фотореле контроля
    • Зарядный блок
    • Кварцевый генератор

Описание и схемотехника

Несмотря на кажущуюся простоту, компаратор — куда более интересное устройство, чем может показаться на первый взгляд. В электронике им называют логическую микросхему, предназначенную для сравнения между собой двух электрических сигналов, подающихся на его вход. В зависимости от результатов этого измерения изменяется режим работы прибора.

Термин «компаратор» произошёл от латинского слова «comparare», что дословно переводится на русский язык как сравнивать. Конструктивно устройство может выпускаться в различных корпусах, например, DIP, SOIC, SSOP. Простейшего вида сравнивающий элемент имеет два аналоговых входа и один цифровой выход. В основе его работы лежит дифференциальный каскад, имеющий высокий коэффициент усиления. Поэтому компараторы широко используются в оборудовании, предназначенном для измерения или преобразования аналогового сигнала в цифровой (АЦП).

На схемах и в технической литературе графически устройство обозначается в виде равнобедренного треугольника с тремя выводами. С одной стороны выводы подписываются знаками «+» и «», соответственно обозначающими неинвертирующий вход и инвертирующий, а с другой — изображается выход, который маркируется символом Uout.

Когда на прямом входе («+») микросхемы уровень сигнала будет больше, чем на инверсном («»), то на её выходе образуется устойчивое значение. В зависимости от схемотехнического решения компаратора это значение может принимать вид логического ноля или единицы. В цифровой электронике за единицу считается сигнал, уровень напряжения которого составляет пять вольт, а за ноль принимается его отсутствие. То есть состояние выхода устройства определяется как высокое или низкое. Но на практике же за логический ноль принимается значение разности потенциалов до 2,7 В.

Один из входных сигналов, подаваемых на прибор, называется опорным или пороговым напряжением. Именно с этим значением и сравнивается величина сигнала на втором входе. Опорное напряжение может подаваться как на инверсный, так и прямой вход. В зависимости от этого компараторы называются инвертирующими или неинвертирующими. Когда прибор работает с одним опорным напряжением, его называют однопороговым, а если с разным — многовходовым.

Характеристики прибора

По сути, устройство можно рассматривать как простой вольтметр или АЦП. Компаратор, как и любой электронный прибор, имеет ряд технических характеристик, которые можно разделить на два вида: статические и динамические.

К статическим параметрам относятся следующие характеристики:

  1. Предельная чувствительность обозначает пороговые величины сигнала, которые прибор идентифицирует на входе и изменяет потенциал своего выхода на логический ноль или единицу.
  2. Величина смещения определяется передаточным моментом устройства относительно идеального положения.
  3. Входной ток — максимальное его значение, которое может пройти через любой вывод, не повредив устройства.
  4. Выходной ток — значение тока, появляющееся на выходе при переходе устройства в состояние единицы.
  5. Разность токов — это величина, находимая при вычитании значений токов, протекающих при закороченных входах.
  6. Гистерезис — разность уровней входного сигнала, приводящая к изменению устойчивого состояния на выходе.
  7. Коэффициент снижения синфазного сигнала определяется отношением синфазного и дифференциального сигнала, приводящим к переключению режима работы компаратора.
  8. Входной импеданс — полное сопротивление входа.
  9. Минимальная и максимальная рабочая температура — диапазон, в котором технические параметры устройства не изменяются.

Важной же динамической характеристикой является время переключения tn. Она определяется интервалом времени от начала сравнения входного сигнала до момента, при котором на выходе компаратора наступает противоположное устойчивое состояние. Это время определяется при одном значении порогового напряжения и его скачке на противоположном входе. Этот интервал времени разделяется на две части — задержки и нарастания.

Все значимые параметры компаратора представляются в виде переходной характеристики. Это график в декартовой плоской системе координат, в которой по оси Х указывается время в наносекундах, а Y — входное и выходное напряжение в вольтах.

Устройство и принцип работы

Схемотехника устройства построена на базе дифференциального операционника с довольно большим коэффициентом усиления. Её различия с простым линейным усилителем заключаются в выполнении входного и выходного каскада.

Вход устройства выдерживает сигнал в широком диапазоне до значений источника питания и полный интервал синфазных напряжений. Выход компаратора совместим с технологиями ТТЛ и ЭСЛ из-за возможности выполнения этого каскада на транзисторе с открытым коллектором. При работе устройства не используется отрицательная обратная связь как в операционном усилителе, а, наоборот, выход охватывается положительной связью, формирующей гистерезисную передаточную характеристику.

Двухпороговый компаратор называется триггером Шмита или троичным. Для сравнения в нём используется два напряжения. Сигналы в двоичном компараторе разделяются на три диапазона:

  1. Urf2 > Urf1;
  2. Uout1 = 0 при Uin Uref1;
  3. Uout2 = 0 при Uin Uref2.

Uref — напряжение нижнего и верхнего порогов переключения, Uout — уровень выходного сигнала, Uin — напряжение на входе прибора.

Внутренняя схема устройства представляет собой усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT2, который нагружен каскадом VT5-VT6, включённым по схеме с общим эмиттером. Через дополнительный ключ VT4 происходит управление коллекторным режимом работы входного сигнала. А через транзистор VT7, работающий в диодном режиме, контролируется уровень сигнала на VT8, что позволяет добиваться его независимости от изменений напряжения питания. Ключи VT5 и VT6 соединяются со стабилитроном VD1. Поэтому через повторитель VT8 входной сигнал поступает на выход с коллекторного вывода VT6.

Если входной сигнал не превышает один вольт, то транзистор VT6 закрыт, а VT5 находится в режиме насыщения. Выходной сигнал не сможет превысить четырёх вольт, так как при большей величине откроется диод. При обратном знаке VT6 насытится, и напряжение на выходе станет равным нулю. В современных устройствах используется стробирующий выход или триггеры-защелки, то есть элементы, контролирующие выход компаратора при обнаружении синхроимпульса. Результаты сравнения могут появляться в двух видах: во время строба или в паузах между импульсами.

Простые конструкции

На практике компараторы напряжения нашли широкое применение в радиоэлектронных схемах различного направления. В радиомагазинах можно встретить довольно большое количество различных микросхем. Но наиболее часто используемыми микросхемами среди радиолюбителей являются:

  • LM311;
  • К554СА3;
  • LM339;
  • MAX934.

Они доступны в продаже, а их стоимость более чем демократична. Такие компараторы отличаются широким диапазоном входного напряжения и могут работать при однополярном и двуполярном питании.

К выходу устройства может подключаться любая нагрузка с током потребления, обычно не превышающим 50 мА. Это может быть реле, резистор, светодиод, оптрон или любые исполнительные устройства, но с ограничивающими ток элементами. А также возможно подключить и индуктивную нагрузку, но она обычно в этом случае шунтируется диодами. Для работы устройства применяются источники питания с выходным напряжение 5−36 вольт.

Фотореле контроля

Такое реле собирается навесным монтажом. Его можно использовать в охранной системе или для контроля уровня освещённости. Работа схемы заключается в следующем. Входное напряжение поступает на делитель, состоящий из R1 и фотодиода VD3. Их общая точка соединения через ограничительные диоды VD1 и VD2 подключается к входам компаратора DA1. В результате этого разница потенциалов на входе устройства отсутствует, а значит, и чувствительность прибора максимальная.

Для того чтобы сигнал на выходе инвертировался, понадобится создать разницу на входе всего в один милливольт. Из-за того, что к инверсному входу подключён конденсатор С1 и резистор R1, величина напряжения на нём будет возрастать с небольшой задержкой, равной времени заряда конденсатора.

Но этого времени хватит, чтобы на выходе появилась логическая единица, которая перестроит режим работы реле подключённого в качестве нагрузки. Как только освещение опять поменяется, ситуация повторится. Таким образом, направив фотореле на какое-то место, в случае изменения его освещённости на входах компаратора появится разность напряжения. Соответственно будет изменяться и работа реле, к которому может подключаться различного рода нагрузка.

Зарядный блок

Выполненный блок питания из исправных элементов начинает работать сразу. Его настройки сводятся лишь к установке номинального тока заряда и порогов срабатывания компаратора. При включении устройства загорается зелёный светодиод, обозначающий подачу питания. Во время зарядки должен же постоянно светиться красный светодиод, который потухнет, как только аккумулятор зарядится.

Подаваемое напряжение от блока питания регулируется R2, а ток зарядки выставляется R4. Настройка происходит с помощью резистора на 150 Ом, включающегося параллельно контактам держателя батарейки. Сам аккумулятор в него не ставится. Транзистор VT1 устанавливается на радиатор, вместо него можно использовать аналог КТ814Б.

Такую схему придётся собирать на печатной плате, но в итоге её размер не должен превысить 50 х 50 мм.

Можно собрать схему попроще, используя принцип работы стабилизатора тока. Подача опорного напряжения на вход LM358 происходит через стабилитрон. Второй вход микросхемы подключается после датчика тока. Если к выходу компаратора подключить разряженный аккумулятор, то в цепи начнёт возрастать ток, а часть напряжения упадёт на низкоомном резисторе.

Между двумя входами микросхемы возникнет разность напряжения. Схема начнёт компенсировать это различие, увеличивая силу тока на выходе. В процессе заряда аккумулятора напряжение на входе начнёт уменьшаться, что приведёт к снижению тока в цепи. Как только батарея зарядится, транзистор VT1 закроется и нагрузка отключится. Ток заряда же ограничивается с помощью изменения сопротивления R1.

Кварцевый генератор

Такой генератор прямоугольных импульсов, собранный по схеме на отечественном компараторе K544C3, работает на тактовой частоте 32768 Гц. Схема будет работоспособной в диапазоне входного напряжения от 7 до 11 вольт. Частота задаётся кварцем ZQ1, но для работы устройства свыше 50 кГц понадобится уменьшить сопротивление R5 и R6.

При замыкании второго вывода с нулевым проводом выход компаратора оказывается включённым по схеме с открытым коллектором, в которой R7 является нагрузкой. Подстройка частоты выполняется с помощью C1. За счёт резистора R4 происходит автозапуск генератора. Изменяя сопротивление R2, меняется скважность импульсов.

Подбирая ёмкости С1 и С2, генератор можно использовать как бесконтактный датчик жидкости. В качестве детектора для этого понадобится использовать микроконтроллер с программным обеспечением. Хотя можно применить и ещё один компаратор, который будет регистрировать изменения, выпрямленного диодами напряжения.

Таким образом, компаратор напряжения предназначен для сравнения уровней сигналов на своих входах. Если они начинают различаться, то в зависимости от этой разности выход устройства изменяет своё состояние. Этим их свойством и пользуются разработчики, конструируя различные электроприборы.

Красников Николай

Источник

AD8214ARMZ, Высоковольтный компаратор напряжения на токовом шунте с коротким временем отклика

Описание AD8214ARMZ

Высоковольтный компаратор напряжения на токовом шунте с коротким временем отклика

The AD8214ARMZ is a Fast Response High Voltage Current Shunt Comparator that operates on the high side rail of any DC current sensing application provided the voltage is between 5 and 65V. Internally, the AD8214 features a fast comparator that is optimized for high side operation. An internal Zener regulator powers the circuit with respect to the high side DC rail. In addition, user access to this 2.4V regulator, allows for setting a comparator threshold voltage via external resistors. The current shunt comparator will compare the voltage across the shunt resistor to this user-selected threshold and the output will change states from low to high, indicating the current across the shunt has crossed the threshold level. This makes the device optimal for over-current protection in applications such as motor and solenoid control. Built-in comparator hysteresis means that once the current across the shunt falls back to a normal limit, the output will change states to its original level.

• <100ns Input-to-output response
• 0 to 68V Survival input common-mode voltage range
• 10mV Hysteresis current output

Максимальная рабочая температура+125 °C
Длина3мм
Типичное одиночное напряжение питания5 → 65 V
ПроизводительAnalog Devices
Тип источника питанияОдинарный
Тип корпусаMSOP
Тип монтажаSurface Mount
Минимальная рабочая температура-40 °C
Ширина3мм
Тип компаратораВысокое напряжение
Высота0.85
Число контактов8
Размеры3 x 3 x 0.85мм
Вес, г0.06

Компараторы цифровых сигналов

Сравнение кодированных сигналов осуществляется с помощью цифровых компараторов. Цифровые компараторы выполняют сравнение двух чисел, заданных в двоичном (двоично-десятичном) коде. В зависимости от схемного исполнения компараторы могут определять равенство А = В (А и В – независимые числа с равным количеством разрядов) либо определять вид неравенства: А < В или А > В. Результат сравнения отображается соответствующим логическим уровнем на выходе.

Цифровые компараторы широко применяются для выявления нужного числа (слова) в потоке цифровой информации, для отметки времени в часовых приборах, для выполнения условных переходов в вычислительных устройствах, реализации программно управляемых приоритетов в системах прерывания компьютеров и т. д.

Ниже приведены схемы одноразрядного (рис. 11.11) и двухразрядного компараторов (рис. 11.12).

Рис. 11.11. схема сравнения одноразрядных чисел

Рис. 11.12. схема определения неравенства двухразрядных чисел

Многоразрядные компараторы строятся на базе одноразрядных. Применяют два способа построения многоразрядных компараторов. При первом способе сравнение идет последовательно разряд за разрядом. При появлении неравенства в каком-либо из разрядов, сравнение прекращается и выдается результат сравнения. Если неравенство оказывается в последнем разряде, то должна быть выполнена операция сравнения для всех разрядов. Это занимает много времени.

Схема сравнения многоразрядных чисел по первому способу представлена на рис. 11.13. Более быстрый способ – сравнение во всех разрядах одновременно и анализ результатов поразрядного сравнения.

Рис. 11.13. Схема сравнения многоразрядных чисел

Нашей промышленностью выпускаются компараторы ТТЛ 555СП1, 531СП1, КМОП 561ИП2 и др. Компаратор 555СП1 – четырехразрядный, имеет 11 входов (рис. 11.14). Четыре пары входов принимают для анализа два четырехразрядных слова А0-А3 и В0-В3. Три входа (A < В), (A = В), (A > В) нужны для создания схемы наращивания, т. е. увеличения емкости компаратора. Компаратор имеет три выхода результатов анализа: A > В, A < В, A = В.

Соотношения входных и выходных сигналов компаратора представлены в табл. 11.6. Шесть последних строк таблицы отражают режим наращивания каскадов, который может быть последовательным или параллельным. При последовательном наращивании выходы A > В, A < В, A = В от схемы, анализирующей младшие разряды, следует присоединить к одноименным входам последующего каскада (рис. 11.15). Этим способом при двух компараторах СП1 можно сравнить два восьмиразрядных слова. Нетрудно подсчитать число каскадов для любой большей длины слова. Однако каждый последующий каскад увеличит общее время задержки распространения сигнала на 15 нс.

Рис. 11.14 Условное графическое обозначение микросхемы 555 СП1

Таблица 11.6

п.п.

Сравниваемые данные

Входы наращивания каскадов

Выходы

а3, b3

а2, b2

аb, b1

а0, b0

A>B

A<B

A=B

A>B

A<B

A=B

1

а3>b3

X

X

X

X

X

X

1

0

0

2

а3<b3

X

X

X

X

X

X

0

1

0

3

а3=b3

а2>b2

X

X

X

X

X

1

0

0

4

а3=b3

а2<b2

X

X

X

X

X

0

1

0

5

«

а2=b2

a1>b1

X

X

X

X

1

0

0

6

«

а2=b2

a1<b1

X

X

X

X

0

1

0

7

«

«

a1=b1

а0>b0

X

X

X

1

0

0

8

«

«

a1=b1

а0<b0

X

X

X

0

1

0

9

«

«

«

а0=b0

1

0

0

1

0

0

10

«

«

«

а0=b0

0

1

0

0

1

0

11

«

«

«

«

0

0

1

0

0

1

12

«

«

«

«

X

X

1

0

0

1

13

«

«

«

«

1

1

0

0

0

0

14

«

«

«

«

0

0

0

1

1

1

Рис. 11.15. Последовательная схема объединения компараторов

Девятая и десятая строки табл. 11.6 говорят о том, что входы A > В и A < В могут служить пятой парой разрядных входов. Тогда одиночный компаратор можно использовать как пятиразрядный.

При применении компараторов надо учитывать, что при каскадировании задержки микросхем суммируются, и объединенный компаратор, состоящий из n микросхем, будет в n раз медленнее одиночного.

Если важен только факт равенства или неравенства сравниваемых кодов, то увеличить быстродействие при параллельном объединении компараторов можно, путём подачи их выходных сигналов A = В на логический элемент И (рис. 11.16). В этом случае суммарная задержка схемы составит задержку одного компаратора плюс задержку логического элемента И. Более подробные сведения о многокаскадных компараторах можно посмотреть, например, в [9, 11].

Рис. 11.16. Параллельная схема увеличения разрядности для оценки

равенства чисел

Компаратор КМОП серии 561ИП2 имеет несколько отличных режимов работы: например при всех низких уровнях входных сигналов A > В, A = В, A < В выходные A > В, A = В, A < В также низкие (у 555СП1 A > В и A < В высокие), т. е. для анализа работы компаратора надо использовать другую таблицу.

Помимо операционных усилителей — разработка компараторов на интегральных схемах

Загрузите эту статью в формате PDF.

Компаратор — отличная схема, потому что он обеспечивает почти идеальный переход между аналоговой и цифровой областями. Компаратор анализирует два линейных входных сигнала и выдает на цифровой выход высокий или низкий уровень в зависимости от того, находится ли один вход выше или ниже другого. Простой, но широко полезный.

Если вам нужен этот тип схемы в вашей конструкции, лучше всего использовать компаратор IC, который был разработан для таких приложений.Однако большинству разработчиков известно, что в качестве компаратора можно использовать стандартный операционный усилитель. А в некоторых конструкциях может быть доступен дополнительный операционный усилитель, что позволяет избежать дополнительных затрат или необходимости в большем пространстве.

Скорее всего, полученный компаратор на операционных усилителях, вероятно, не будет обеспечивать желаемую оптимальную производительность. Эта любительская ошибка проектирования может привести к увеличению времени отладки и перепроектирования, чем планировалось. Лучший совет: если вам нужен компаратор, используйте компаратор IC, чтобы избежать проблем и добиться наилучшего результата.

Рекламные ресурсы:

Каковы реальные различия между операционным усилителем и компаратором?

Основные различия между ними:

  • Встроенная фазовая компенсация, необходимая для стабилизации операционного усилителя, обычно делает устройство слишком медленным для операций переключения компаратора.
  • Входные каскады операционного усилителя обычно защищены диодами или другими транзисторами, что часто затрудняет его использование в качестве компаратора.
  • Выходной каскад операционного усилителя рассчитан на линейную работу. Выход с биполярными источниками питания колеблется в положительную и отрицательную сторону и должен быть подготовлен для использования в цифровых схемах.
  • Реальный выходной каскад компаратора предназначен для работы в режиме насыщения и соответствует обычным цифровым логическим уровням. Выход часто имеет открытый коллектор (сток).
  • Операционный усилитель обычно конфигурируется с внешними входными резисторами и резисторами обратной связи для установки коэффициента усиления и других характеристик схемы.Компаратор обычно работает без обратной связи; то есть без обратной связи.
  • Компараторы
  • предлагают более короткое время задержки и очень высокую скорость нарастания по сравнению с операционным усилителем.

Несмотря на то, что может показаться сходством, эти две цепи — разные животные с разными приложениями.

Можно ли использовать операционный усилитель в качестве компаратора? Может быть. Многие инженеры использовали операционный усилитель в качестве компаратора. Это часто делается, когда вам нужен только один компаратор и у вас есть «запасной» операционный усилитель в счетверённом корпусе.Компенсация фазы, необходимая для стабильной работы операционного усилителя, означает, что он будет очень медленным в качестве компаратора, но если требования к скорости невелики, операционного усилителя может быть достаточно. Иногда этот подход работает, но иногда он не работает.

Работа компаратора

1. Вот операционный усилитель, подключенный как инвертор (а), и его передаточная кривая (б).

Один из способов взглянуть на работу компаратора — изучить базовую конфигурацию операционного усилителя, показанную на рис. 1a .Усилитель имеет очень высокий коэффициент усиления без обратной связи (A OL >> 1000). Он усиливает разницу между двумя входами V 1 и V 2 . Вывод:

В или = А ПР 2 – В 1 )

Из-за высокого коэффициента усиления не требуется много дифференциального входного сигнала (V 2 – V 1 ) для подачи выходного сигнала на положительную или отрицательную шину питания. Например, если питание составляет ±5 В, а коэффициент усиления без обратной связи составляет 100 000, дифференциальный вход 5/100 000 = 50 мкВ или более приведет к выходу на шину. На рис. 1b изображена кривая перехода «вход-выход».

2. Показан инвертирующий компаратор с типичными входами (а), его передаточной кривой (б) и входными/выходными сигналами (в).

Настоящий компаратор работает от одного источника питания, который обычно также управляет цифровой логикой. Выход подключен подтягивающим резистором к шине питания (рис. 2а) . Входными данными компаратора являются эталон (V REF ) и сигнал, который сравнивается с эталоном (V IN ).Любой из двух входов может быть подключен к опорному или входному сигналу. Обычная схема — это фиксированное значение опорного напряжения и изменяющийся входной сигнал. Две распространенные версии: инвертирующая и неинвертирующая конфигурации:

  • Инвертирующая форма: V IN подключается к инвертирующему (-) входу усилителя, а V REF подключается к неинвертирующему (+) входу (рис. 2). Если V IN > V REF , выход становится низким. Если V IN < V REF , выход становится высоким.
  • Неинвертирующая форма: (входы обратные на рис. 2) V IN подключается к неинвертирующему (+) входу усилителя, а V REF подключается к инвертирующему (-) входу. Если V IN > V REF , выход становится высоким. Если V IN < V REF , выход становится низким.

На рис. 2 показано инвертирующее устройство с фиксированным опорным постоянным током и входом треугольной волны (рис. 2c) . При входе ниже порога выход высокий (см. передаточную кривую на рис.2б ). Когда вход превышает задание, выход переключается на низкий уровень. Позже, когда вход уменьшается, выход снова переключается при прохождении порога.

Борьба с шумом

Одной из часто возникающих проблем является шум или множественные короткие переходы на выходе в пороговых точках. Эта так называемая болтовня возникает, когда входные данные изменяются медленно, и может вызвать ложное срабатывание приложения. Даже при очень чистых входных напряжениях компараторы имеют свой собственный шум, как операционный усилитель.Они также иногда издают шум, когда выход перескакивает с одной шины на другую, отражаясь от цепи питания или вывода обратно на вход.

3. Компаратор с гистерезисом (а) может устранить дребезг в точках перехода (б).

Одним из способов преодоления этого является использование гистерезиса (рис. 3) . Задание подается через два резистора, которые обеспечивают регенеративную или положительную обратную связь, что ускоряет переключение и практически устраняет дребезг.

Что делает гистерезис, так это устанавливает верхнее (V U ) и нижнее (V L ) напряжения в точке срабатывания около опорного уровня. Небольшое окошко или мертвая зона обеспечивают чистоту вывода и отсутствие вибрации. Значения R 1 и R 2 задают точки срабатывания, которые можно рассчитать с помощью следующих уравнений:

V U = + V [R 1 / (R 1 + R 2 )] + V REF [R 2 / (R 1 + R 2 )]

V L = V REF [R 2 /(R 1 + R 2 )]

Узнать больше

Если вы хотите узнать больше об операционном усилителе в качестве компаратора, ознакомьтесь с серией учебных материалов Texas Instruments Precision Labs по операционным усилителям.Урок 14 посвящен функциональности компаратора и его основным характеристикам постоянного и переменного тока; как применить гистерезис для защиты от входного шума компаратора; плюсы и минусы использования операционных усилителей в качестве компараторов.

Рекламные ресурсы:

Как заменить микросхему компаратора с помощью операционного усилителя? Параметры, которые необходимо учитывать для эффективного проектирования

В практических электронных схемах обработка сигналов является важным ограничением, и для удовлетворения потребностей клиентов в различных проектных требованиях требуются различные типы методологий.Для любого из требований к формированию сигнала операционный усилитель является первым выбором для любого разработчика, чтобы соответствовать проектным требованиям, и в большинстве случаев операционные усилители будут удовлетворять требованиям, как и ожидалось. Но почему мы используем операционные усилители в качестве компараторов?

Существуют специальные устройства или компоненты для выполнения конкретной операции. Среди них компаратор является популярным приложением, и в большинстве случаев схемы операционных усилителей предпочтительнее специализированного компаратора по любой из следующих причин.

Экономичность:

В большинстве схем операционные усилители являются обязательным компонентом для обработки аналоговых сигналов. Таким образом, обычно многоканальные операционные усилители каналов выбираются для конкретной схемы, и некоторые из каналов используются для реальных требований к операционным усилителям, а оставшиеся каналы могут использоваться для требований компаратора. При этом один компонент удовлетворяет требованиям как операционных усилителей, так и компараторов, что оказывается выгодным с точки зрения уменьшения размера печатной платы, снижения стоимости дополнительных компонентов и сокращения запасов дополнительных компонентов, а также может сэкономить развязывающий конденсатор. который помещается между Vcc и Gnd любого операционного усилителя или компаратора IC.

Несложный Требования:

В некоторых приложениях, таких как простая светодиодная индикация, включение/выключение простых транзисторов на основе пороговых значений, схемы сравнения постоянного и низкочастотного сигналов, простых операционных усилителей вполне достаточно для удовлетворения этих несложных требований. Если некоторые из неиспользуемых каналов ОУ доступны в схеме, то разработчики схем обычно используют этот неиспользуемый ОУ и заканчивают выполнение требований.

Недоступность соответствующего компаратора:

В зависимости от конструкции доступны различные типы спецификаций цепей.Таким образом, требуемые характеристики компаратора также варьировались в зависимости от конструктивных требований. Но доступность компараторов для удовлетворения всех требований к дизайну меньше, тогда как в сегменте операционных усилителей есть множество вариантов в отношении технологии, стоимости, упаковки и т. д. Таким образом, в большинстве случаев разработчикам необходимо использовать операционные усилители, чтобы удовлетворить требования. Требования компаратора.

Однако замена компаратора на операционный усилитель — непростая задача. Требуется больше информации о важных параметрах операционных усилителей, чтобы согласовать характеристики компаратора с операционными усилителями.

В этой статье подробно рассказывается о влиянии операционного усилителя, который используется в качестве компаратора при различных практических требованиях к схемам.

Схема компаратора для простых приложений постоянного напряжения

Цепь индикатора низкого напряжения — пример:

Рассмотрим домашнюю систему ИБП, которая работает с одной свинцово-кислотной батареей. В этой системе требуется индикатор низкого напряжения, чтобы предупредить Заказчика о текущем низком напряжении батареи.Уровень напряжения свинцово-кислотной батареи составляет от 11,7 В до 13,5 В в условиях разомкнутой цепи. Таким образом, с запасом, зуммер слабого тока и предупреждающий светодиод должны включаться, когда уровень напряжения батареи падает ниже 12В. Предполагается, что выбранное напряжение светодиода и зуммера составляет 3 В, а рабочий ток равен 3 мА. Схема индикатора низкого напряжения может быть реализована с использованием компаратора, как показано на рисунке 1.

Рис. 1. Схема индикатора низкого напряжения с использованием компаратора/операционного усилителя

Константа 3.Опорное напряжение 3 В подается на вывод неинвертирующего компаратора с помощью стабилитрона. R_Zener выбирается на основе значения Zener Current. Согласно техническому описанию 1N4728A, ток Зенера в этой схеме равен испытательному току 76 мА.

Рис. 2. Технические характеристики стабилитрона Vishay 1N4728A

Значение 110,5 Ом не является стандартным значением резистора. Итак, для R_Zener выбрано 100 Ом.

Делитель напряжения, подключенный к инвертирующему контакту компаратора, обеспечивает детализацию напряжения батареи и всякий раз, когда напряжение на инвертирующем контакте падает ниже 3.3 В, светодиод и зуммер будут активированы транзистором внутри компаратора.

Конфигурация выхода компаратора:

При выборе компаратора IC для любого приложения важным параметром, который следует учитывать, является конфигурация выхода компаратора. Компараторы поставляются с двумя типами выходных конфигураций, как показано на рисунке 3, и выходная нагрузка компаратора должна быть тщательно настроена в зависимости от типа выходной конфигурации компаратора.

Рис. 3. Конфигурации выхода компаратора

Для конфигурации на основе выхода с открытым коллектором подтягивающий резистор должен быть помещен между выходным контактом компаратора и источником, который питает выходную нагрузку. Это может быть источник питания компаратора Vcc или другой источник питания. В двухтактной конфигурации максимальное выходное напряжение компаратора будет почти равно Vcc компаратора, а выходная нагрузка напрямую подключена к выходному контакту компаратора.

Конфигурация выхода для разных компараторов и операционных усилителей:

На приведенных ниже рисунках показаны различные выходные конфигурации компараторов, взятые из спецификаций производителя. Согласно техническому описанию, LM339 имеет конфигурацию с открытым коллектором. Итак, для выходной нагрузки требуется двухтактный резистор и блок питания.

Рисунок 4: Упрощенная схема LM339 — выход с открытым коллектором

Рис. 5. Цепь индикатора низкого напряжения с использованием компаратора LM339

Цепь индикатора низкого напряжения, использующая конфигурацию выхода с открытым коллектором LM339, показана на рисунке 5.Здесь светодиод и зуммер подключены к нагрузочному резистору и подключены к выходной клемме компаратора (открытый коллектор).

Подтягивающий резистор, который используется для управления током через зуммер и светодиод, выбирается на основе приведенного ниже расчета. Предполагается, что напряжение светодиода и зуммера составляет 3 В, а рабочий ток равен 3 мА. Светодиод и зуммер соединены последовательно с резистором R_CONTROL, а ток в последовательной цепи одинаков и равен 3 мА.

Между тем, конфигурация выхода компаратора LMV7239, показанная на рис. 6, имеет конфигурацию выхода двухтактного типа.В LM7239 выходная нагрузка напрямую подключена к выходному контакту LM7239. Внутренняя схема операционного усилителя LM324 показана на рисунке 7 и имеет двухтактную конфигурацию выхода, а все операционные усилители имеют только двухтактную конфигурацию выхода.

Рис. 6: Упрощенная схема LMV7239 — двухтактный выход

При прямом подключении к выходу компаратора двухтактной конфигурации/операционного усилителя необходимо учитывать два важных момента.

  1. Требуемое напряжение нагрузки должно быть меньше или равно выходному напряжению компаратора.
  2. Требуемый ток нагрузки должен быть меньше выходного тока компаратора.

Рис. 7: Упрощенная схема LM324 — двухтактный выход

Важные параметры для проверки в таблице данных для двухтактных выходных конфигураций

При использовании компаратора и операционного усилителя на основе двухтактной конфигурации размах выходного напряжения является важным параметром, определяющим, как выходная нагрузка может быть подключена к выходной клемме компаратора или операционного усилителя.

Рис. 8. Размах выходного напряжения LMV7239

Из таблицы технических характеристик, показанной на рисунке 8, максимальное выходное напряжение выходного компаратора варьируется от В + — 0,25 до В + — 0,15 В (В + = Vcc = 5 В). Таким образом, для 5 В Vcc выходное напряжение высокого напряжения варьируется от 4,75 В до 4,85 В. Выходное напряжение низкого напряжения варьируется от 230 мВ до 450 мВ.

Аналогично, операционный усилитель также имеет двухтактную конфигурацию выхода, а размах выходного напряжения операционного усилителя LM324 показан на рисунке ниже.

Рис. 9. Размах выходного напряжения LM324

Согласно техническому описанию операционного усилителя LM324, максимальное значение выходного напряжения составляет Vcc-1,5 = 5 – 1,5 = 3,5 В. Таким образом, при 5В Vcc в любых условиях мы не можем получить более 3,5В с выхода операционного усилителя. В компараторе LM7239 мы получаем максимум 4,85 В для тех же 5 В Vcc. Тогда как, если мы ищем уровень выходного напряжения High в компараторе LM339, данные будут недоступны, потому что уровень выходного напряжения LM339 будет зависеть от питания, которое подключено к выходному транзистору   

Для реализации индикатора низкого напряжения с компаратором LM7239 и операционным усилителем LM324, для светодиода и зуммера требуется 3 В по отдельности.Таким образом, последовательное соединение светодиода и зуммера потребует в общей сложности выходного напряжения 6 В и не может быть обеспечено как LM7239, так и LM324. Таким образом, светодиод и зуммер соединены последовательно, а значение резистора R_Control можно рассчитать, как показано ниже. Нагрузки подключены параллельно, поэтому общий потребляемый ток составляет 6 мА.

308,3 Ом и 83,3 Ом не являются стандартными значениями резисторов. Таким образом, вместо них можно выбрать стандартные значения 300 Ом и 82 Ом.

Реализация схемы индикатора низкого напряжения с конфигурацией Push-Pull Configuration показана на рисунке 10.В этой схеме требуемое выходное напряжение нагрузки меньше, чем уровень выходного напряжения компаратора или операционного усилителя. В случае, если светодиод и зуммер должны быть соединены последовательно, тогда схема должна быть модифицирована, как показано на рис. 11, с внешним MOSFET или Vcc, которое может быть увеличено до более высокого уровня напряжения в зависимости от максимальных уровней напряжения компаратора или операционных усилителей.

Рис. 10. Цепь индикатора низкого напряжения с использованием компаратора LM7239 (требуемое напряжение/ток нагрузки меньше, чем характеристики выходного напряжения/тока компаратора)

Рис. 11. Схема индикатора низкого напряжения с использованием компаратора LM7239 (требования к напряжению/току нагрузки выше, чем характеристики выходного напряжения/тока компаратора)

Параметры для входных контактов

Синфазное напряжение:

Важным параметром, который следует учитывать на входном контакте, является синфазное напряжение инвертирующего и неинвертирующего контактов.В операционном усилителе LM324 диапазон синфазных напряжений показан на рисунке ниже. LM339 также имеет такой же уровень напряжения общего режима, а LM7239 принимает до Vcc+0,1 В. По даташиту это Vcc-1.5=5-1.5=3.5В. Таким образом, при любых условиях входное напряжение на любых выводах не должно превышать синфазное напряжение. В соответствии с приведенными выше реализациями опорное напряжение стабилитрона на неинвертирующем выводе составляет 3,3 В и находится ниже предела 3,5 В. На инвертирующем выводе напряжение, полученное с делителя напряжения, меньше 3.5В, когда напряжение батареи ниже 12,9В. Но из спецификации мы можем знать, что напряжение батареи варьируется от 11,7 В до 13,5 В и более 12,9 В, конструкция превысит предел синфазного напряжения и создаст проблемы в работе схемы. Для решения этой проблемы в LM339 и LM324 есть два возможных способа.

  1. Vcc компаратора или операционного усилителя можно увеличить до более высокого уровня напряжения
  2. Опорное напряжение на неинвертирующем выводе и делителе напряжения может быть изменено в зависимости от уровня напряжения синфазного сигнала.(Здесь вместо опорного напряжения 3,3 В опорное значение 2,7 В и значения делителя напряжения могут быть соответственно изменены).
  3. Вместо LM339 и LM324 можно использовать LMV7239 с диапазоном синфазного напряжения 5,1 В.

Рисунок 12 : Диапазон синфазного входного напряжения LM324

Дифференциальное напряжение:

При использовании операционного усилителя в качестве компаратора основной решающей характеристикой является характеристика дифференциального напряжения операционного усилителя.Дифференциальное напряжение — это разница между уровнями напряжения на неинвертирующем и инвертирующем выводах. В большинстве компараторов дифференциальное напряжение будет равно Vcc. Но в операционных усилителях он будет варьироваться в зависимости от модели операционных усилителей. Для некоторых операционных усилителей, таких как LM324, уровень дифференциального напряжения равен Vcc, а для других операционных усилителей уровень дифференциального напряжения меньше Vcc.

Рисунок 13 : Диапазон входного напряжения дифференциального режима LM324

В некоторых случаях операционные усилители имеют двунаправленные встречно-параллельные защитные диоды на входных клеммах операционного усилителя.В этом случае максимально допустимая разница напряжений между входными клеммами составляет всего около 0,7 В. Например, если опорное значение входного напряжения на неинвертирующем входе составляет 1 В, то на инвертирующем контакте максимально допустимое изменение напряжения составляет от 0,3 В до 1,7 В. Ниже или выше указанного предела напряжения схема операционного усилителя может работать неправильно и приводить к неправильным результатам. Диапазон напряжения дифференциального режима LM324 показан на рисунке 13, а допустимые уровни напряжения намного выше наших требований.

Рис. 14. Диоды операционного усилителя Back-to-Back на входных клеммах — Спецификация снижения дифференциального напряжения

Расчет номинального выходного тока и температуры:

В двухтактной конфигурации выхода весь ток нагрузки подается через операционные усилители или компараторы. Таким образом, требуемый ток должен быть меньше спецификации выходного тока операционного усилителя или компаратора. Кроме того, в этом режиме работы компаратора операционные усилители работают в условиях насыщения по напряжению.Таким образом, увеличение тока нагрузки также приведет к большему рассеиванию мощности в операционном усилителе и повысит температуру микросхемы операционного усилителя, и в этой части требуется строгий контроль.

Заключение

Основываясь на приведенных выше данных, замена компаратора на операционный усилитель является довольно простой задачей при тщательном рассмотрении различных параметров входного и выходного напряжения для очень простых приложений постоянного напряжения. Однако в высокочастотных приложениях замена непроста, и она должна учитывать частотные характеристики ОУ, скорость нарастания и параметры задержки распространения, а замена без детального анализа приведет к полному отказу конструкции.

Прыжок#412

Исследование и тестирование конструкции компаратора с дискретными компонентами.

Примечания

Компараторы

используются для сравнения двух напряжений с двоичным выходом (высокий или низкий).

В наши дни операционные усилители часто используются в качестве компараторов общего назначения. Существуют также специализированные микросхемы компараторов, такие как LM311. (из семейства LM111 — одного из первых семейств ИС компараторов). ИС компаратора обычно предназначены для более требовательных приложений и могут иметь:

  • Интегрированные ссылки
  • Высокоскоростной (быстрая задержка распространения, время нарастания и спада)
  • Маломощный

Внутреннее устройство ИС компаратора относительно сложное; большая часть сложности связана с температурной стабильностью и регулировкой баланса.Однако в основе своей основной концепцией компаратора является дифференциальный усилитель, но с выходным сигналом, который колеблется между двумя состояниями.

В этом проекте я возвращаюсь к основам и пытаюсь реализовать компаратор на дискретных транзисторах.

Дизайнерское вдохновение

На удивление трудно найти примеры схем компаратора BJT. Похоже, рынок очень быстро перешел на микросхемы операционных усилителей и компараторов.

Самые полезные ссылки, которые я нашел:

  • Electronic Principles с упрощенной схемой компаратора IC в разделе 22-13, стр. 853
  • Искусство электроники 2.22 Регулятор температуры, р105 — схема, включающая компаратор BJT в схему управления

Дизайн

Q1-4 содержит дифференциальный усилитель с токовым зеркалом для обеспечения активной нагрузки. Токовое зеркало Q5,Q6 ограничивает эмиттерный ток дифференциальной пары.

В демонстрационном режиме (который можно отключить с помощью перемычек) R1 и R2 являются потенциометрами на 100 кОм. которые эффективно создают мост Уитстона для сравнения напряжений на дворниках.

Выход подключен к коллектору Q4. В некоторых схемах компаратора это может просто управлять базой выходного каскада NPN с открытым коллектором, однако обычно это будет линейная область, а не четкое включение/выключение.

В этой конструкции я отводил коллектор Q4 для управления PNP (Q7) верхнего плеча, в свою очередь переключая выходной каскад NPN (Q8), который представляет собой выходной каскад с открытым коллектором. Светодиод и токоограничивающий резистор являются «нагрузкой», обеспечивающей визуальную индикацию переключения.

Сначала я собрал это и протестировал на макетной плате.

Конструкция макетной платы

Это хорошая демонстрационная схема, поэтому я сделал ее более постоянной на макетной плате. С установленными перемычками потенциометры на 100 кОм устанавливают входное и опорное напряжение для компаратора.

Штыревые разъемы обеспечивают прорыв:

  • Vi — для измерения входного напряжения или подачи входного напряжения при снятой перемычке Vi
  • Vr — для измерения опорного напряжения или подачи опорного напряжения при снятой перемычке Vr
  • Vo — выход компаратора
  • Питание и заземление

Тестирование

Вот трассировка осциллографа, которая фиксирует некоторые ручные манипуляции с потенциометрами входного и опорного напряжения.

  • Ch2 (желтый) — входное напряжение Vi
  • Ch3 (Синий) — опорное напряжение Vr
  • Ch4 (красный) — выходное напряжение компаратора Vo

Кредиты и ссылки

Модель 741 в качестве компаратора

Модель 741 в качестве компаратора

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИНДЕКСНУЮ СТРАНИЦУ

Операционные усилители в качестве компараторов

В. Райан 2002-2019

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОТЫ ДЛЯ ПЕЧАТИ

Ниже приведены некоторые примеры 741 I.Схемы на основе C. Однако на этот раз 741 используется как компаратор, а не как усилитель. Разница между ними небольшая, но существенная. Даже если использовать как компаратор 741 по-прежнему обнаруживает слабые сигналы, чтобы их можно было распознается легче. Важно понимать эти схемы как они очень регулярно появляются на экзаменах.

   

Компаратор представляет собой схему, которая сравнивает два входных напряжения.Одно напряжение называется опорным напряжением ( Vref ) и другой называется входным напряжением ( Vin ).

Когда Vin поднимается выше или падает ниже Vref на выходе меняет полярность (+ становится -).

Положительный иногда называют ВЫСОКИЙ .
Отрицательный иногда называют НИЗКИЙ.

   

ПРИМЕР ЦЕПИ — СВЕТОВАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

   

 
Зуммер издает звуковой сигнал, когда свет падает на фонарь зависимый резистор.Резистор 2 регулирует чувствительность схемы.

741 работает как компаратор, и пьезозуммер звучит, когда выходная форма 741 становится «низкой» или, другими словами, изменяется с положительное к отрицательному.

 
Альтернативная схема датчика света/темноты показана ниже.

 

 
Ниже показан датчик температуры на схеме компаратора 741.
 
 

 

   

ПРИМЕР ЦЕПИ — СИГНАЛИЗАЦИЯ В ТЕМНОМ РЕЖИМЕ

   

Это темная активированная цепь, обратная цепь выше.Вы замечаете разницу?

Если вы внимательно посмотрите, то заметите, что резистор 1 и LDR имеют сменил позиции. Кроме того, входы в 741 меняются местами.
Замените LDR термистором для температурной цепи.

   
 
   

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ УКАЗАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ СТРАНИЦА

   
   
 

 

   

Кен Ширриф занимается обратным проектированием загадочного чипа компаратора, созданного с неизвестной целью старинный компаратор, хотя и созданный для пока неизвестной цели.

«Недавно я увидел интересную фотографию кристалла неизвестного чипа в Твиттере, поэтому я проанализировал ее», — объясняет Ширрифф в качестве вступления. «Большая часть кристалла не используется, особенно большая металлическая область посередине. Поскольку схема этого чипа относительно проста, он использует лишь часть доступного пространства».

«Современные чипы обычно находятся в черном эпоксидном корпусе, но этот чип имеет белую керамическую упаковку. Крошечный кремниевый кристалл виден посередине, с соединительными проводами, соединяющими кристалл с выводной рамкой, металлическими соединениями с золотом чипа. -покрытые штифты.

Оригинальное изображение кристалла и упаковка без крышки в верхней части статьи были сделаны EvilMonkeyDesignz. (📷: Ken Shirriff/EvilMonkeyDesignz)

разрешение кристалла и относительная простота схемы внутри, идентифицирующая назначение чипа, является проблемой. «В этом чипе схема используется как компаратор, схема, которая сравнивает два входа и генерирует логический выход, который указывает, какой вход выше. «, — пишет Ширриф.»Сторона с током будет подтянута к низкому уровню, в то время как другая сторона будет подтянута к высокому резистору. Таким образом, выход можно рассматривать как логический сигнал.

«Итак, что это за микросхема? Может быть, это просто четыре компаратора, но они могут иметь определенное назначение. Чип может быть преобразователем для четырех дифференциальных входных сигналов, например. Логика DCS (переключатель дифференциального тока). Другой чип в семействе, по-видимому, представляет собой логику с эмиттерной связью, поэтому этот чип может быть четырьмя инверторами ECL (но не имеет смысла иметь четыре контакта для опорного напряжения).Немного озадачивает тот факт, что два компаратора имеют инвертированные и неинвертированные выходы, а два имеют одиночные выходы.»

Ширриф смогла идентифицировать схемы как четыре компаратора, но еще не определила назначение чипа. (📷: Ken Shirriff)

Деталь изготовлена ​​примерно в 1970 году, по оценкам Ширриффа, и помечена как «OQ104» с буквой «P», что может указывать на то, что это чип Philips, но ни маркировка, ни реверс-инжиниринг изображения кристалла не раскрывают его истинного назначения. «На данный момент, — заключает Ширриф, — точная идентификация этого чипа остается загадкой.

Полный текст статьи доступен в блоге Ширриффа, где всем, у кого есть дополнительная информация об этой детали, предлагается оставить комментарий, чтобы помочь разгадать загадку.

Стоимость доставки почтой первого класса:

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Тарифы на доставку первого класса в США
$00.01
25,00 $
5,85 $
25,01 $
35,00 $
6,85 $
35,01 $
45,00 $
8,85 $
45,01 $
$55,00
9,85 $
55,01 $
75,01 $
11,85 $
75 долларов.01
100,00 $
12,85 $
100,01 $
200,00 $
14,85 $
200,01 $
300,00 $
15,85 $
300,01 $
500,00 $
17,85 $
500,01 $
+
18 долларов.85

Стоимость доставки приоритетной почтой:

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Тарифы на доставку Priority Mail в США
$00,01
25,00 $
10,50 $
25,01 $
35,00 $
11,50 $
35,01 $
45 долларов.00
12,50 $
45,01 $
$55,00
13,50 $
55,01 $
75,01 $
14,50 $
75,01 $
100,00 $
16,50 $
100,01 $
200,00 $
18,50 $
200 долларов.01
300,00 $
21,50 $
300,01 $
500,00 $
24,50 $
500,01 $
+
25,50 $

Канада, первый класс, международный (исключения см. на странице доставки)

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Канада Первый класс Международный
$00.01
45,00 $
15,95 $
45,01 $
90,00 $
29,95 $
90,01 $
150,00 $
49,95 $
150,01 $
300,00 $
59,95 $
300,01 $
700,00 $
79 долларов.95
700,01 $
2000,00 $
99,95 $

Приоритетная почта Канады (исключения см. на странице доставки)

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Приоритетная почта Канады
$00,01
45,00 $
36,95 $
45 долларов.01
90,00 $
45,95 $
90,01 $
150,00 $
59,95 $
150,01 $
300,00 $
79,95 $
300,01 $
700,00 $
99,95 $
700,01 $
2000,00 $
109 долларов.95

Международный — за пределами США/Канады (исключения см. на странице доставки)

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Международный — за пределами США/Канады
100,00 $
150,00 $
79,95 $
150,01 $
300,00 $
99 долларов.95
300,01 $
500,00 $
139,95 $
500,01 $
1000,00 $
169,95 $

КОМПАРАТОРЫ

номер по каталогу
значение
номер
У1,У2
ЛМ324
2
Д1,Д2,Д3,Д4,Д5,Д6,Д7,Д8,Д9,Д10
1N4148
10
Р1, Р2
10 Ом
2
Р16, Р18, Р20, Р36, Р38, Р40
6
Р15, Р17, Р19, Р35, Р37, Р39
1.2К
5
Р21, Р41
1,5К
2
Р13, Р14, Р33, Р34
3,3К
4
Р3, Р22, Р23, Р42 10К
4
Р7, Р8, Р9, Р10, Р27, Р28, Р29, Р30 12К
8
Р25
47К
1
Р5, Р6 100K * эти значения могут быть скорректированы для получения другой пороговый диапазон
2
Р11, Р31 150К
2
Р12, Р32 220К
2
Р4, Р24, Р26
3
С3, С4, С5, С6
10 нФ
4
С7, С8
100 нФ
2
С1, С2
22 мкФ/25 В электро.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.