Современная полупроводниковая электроника Полупроводниковые транзисторы Электронные усилители Мультивибратор Дешифраторы и шифраторы Усилители постоянного тока (УПТ)

Компараторы и триггеры Шмитта

Компараторы

Многие устройства импульсной и цифровой техники успешно выполняются на опереционных усилителях. Здесь рассмотрены некоторые распространенные импульсные устройства на основе операционных усилителей. Компаратором называют устройство, предназначенное для сравнения двух напряжений.

 


 Рис. 25.1

Компаратор изменяет уровень выходного напряжения, когда уровни непрерывно изменяющихся входных сигналов становятся равными. На рисунке 25.1а изображена схема простейшего компаратора на операционном усилителе для сравнения напряжений одного знака. Выходное напряжение.

  

 На рисунке 25.1б приведена передаточная характеристика компаратора, а на рисунке 25.1в его условное обозначение. Благодаря высокому коэффициенту усиления К компаратор переключается при очень малой разности входных напряжений .

Если требуется сравнить по значению достаточно большие входные напряжения разных знаков, применяют схему рисунок 25.2. Компаратор срабатывает при равенстве нулю потенциала точки а. При этом .

 Компараторы выпускаются в виде микросхем, например К597СА1, или 521СА4.

Рис. 25.2

Триггеры Шмитта

 Компаратор, уровни включения и выключения которого не совпадают, называют триггером Шмитта (пороговым элементом).

 Разница в уровнях называется гистерезисом переключения. Триггер Шмитта может быть построен на двух транзисторных каскадах усиления, охваченных положительной обратной связью, или на компараторе с положительной обратной связью. На рисунке 25.3а,б, в приведены схема, передаточная характеристика и условное обозначение инвертирующего триггера Шмитта.

 


 Рис. 25.3

 Если к инвертирующему входу приложено достаточно большое отрицательное напряжение Uвх , то выходное напряжение компаратора

Uвых = Uвых,max. При этом напряжение прямого входа:

 ,

Если увеличить Uвх , то Uвых не изменится до тех пор, пока Uвх < . При Uвх= выходное напряжение за счет действия положительной обратной связи изменяется скачком до Uвыхmin, а напряжение прямого входа до

 = Uвкл.

Если теперь уменьшить Uвх то  Uвых изменится только при Uвх = ,

   .

 Для того, чтобы триггер имел два устойчивых состояния, необходимо выполнить условие , где – коэффициент усиления операционного усилителя; – коэффициент обратной связи.

 Триггеры Шмитта выпускаются в виде микросхем, например К155ТЛ1 (два триггера Шмитта с элементами И на входе).

Контрольные вопросы:

1. Расскажите о компараторах и триггерах Шмитта.

2.Область применения регистров, дешифраторов, мультиплексоров, компараторов и триггеров Шмитта.

2.7. Частотные характеристики последовательного колебательного контура Рассмотрим частотные характеристики цепи при резонансе. В случае, когда на последовательную цепь воздействует источник синусоидального напряжения с частотой , меняющейся от 0 до , параметры цепи, а именно ее реактивное и полное сопротивления, меняются, что вызовет соответствующие изменения тока и падений напряжения на отдельных участках цепи.