Двухпороговый компаратор

Двухпороговый компаратор, или компаратор «с окном», фиксирует, нахо­дится ли входное напряжение между двумя заданными пороговыми напряже­ниями или вне этого диапазона (Рис. 13.10).

Рис. 13.10. Двухпороговый компаратор: а – схема включения, б – временные диаграммы

Для реализации такой функции выходные сигналы двух компараторов необходимо подвергнуть операции логического умножения (Рис. 4.10а). Как показано на Рис. 4.10б, на выходе логического элемента единичный уровень сигнала будет иметь место тогда, когда выполняется условие

V_l<V_IN<V₂, (4.2)

так как в этом случае на выходах обоих компараторов будут единичные логические уровни.

Пример реализации двухпорогового компаратора на двух компараторах 4-канальной микросхемы 1401СА1 представлен на Рис. 13.11.

Рис. 13.11. Схема двухпорогового компаратора на аналоговых компараторах с открытым коллектором

Такой компаратор выпускается в виде отдельной ИМС µА711 (отечественный аналог – 521СА1).

Компараторы имеют выходы с открытым кол­лектором. Подключение двух или несколько выходов с открытым коллектором к общему нагрузочному резистору, подключенному к напряжению питания, реализует (если логической единице соответствует высокий уровень напряжения) операцию логическо­го умножения – «проводное (монтажное) И». Если входное напряжение меньше V₁ и больше V₂, то вы­ходные транзисторы обоих компараторов заперты. А так как выход схемы соединяется с напряжением питания через нагрузочный резистор R_C, то выходное напряжение имеет высокий уровень. В противном случае какой-либо из транзисторов остается открытым, и на выходе устанавли­вается низкий уровень напряжения. Значения пороговых напряжений опреде­ляются выбором резисторов R₁, R₂, R₃.