Анализ систематических и случайных ошибок в работе компаратора при сравнении сигналов разной полярности

Рассмотрим схему компаратора, приведенную на рис. 93.

Рис. 93. Схема компаратора

Сначала учтем возникновение систематических ошибок от конечного значения K_u и R_вх при и . С учетом этого составим эквивалентную схему, приведенную на рис. 94.:

Рис. 94. Эквивалентная схема с учетом ошибок

Здесь входная часть компаратора учтена в виде комбинации входного дифференциального и синфазных сопротивлений. Как уже известно, учитывая аналогию входной части компаратора и ОУ, значение синфазного сопротивления, равно:

.

(149)

И так как здесь схема без отрицательной обратной связи, то при анализе ошибок влиянием синфазного сопротивления можно пренебречь и представить эквивалентную схему в более простом виде.

Рис. 95. Эквивалентная схема без учета синфазных входных сопротивлений

В этой эквивалентной схеме усилительные свойства компаратора учтены в виде эквивалентного источника напряжения, ЭДС которого равна .

В этом эквивалентном источнике R_вых определяет реальное выходное сопротивление компаратора (приводится в справочнике). Учитывая, что в большинстве применений выполняется условие согласования по напряжению , то влиянием выходного сопротивления пренебрежем.

Теперь, чтобы найти характеристику преобразования для рассматриваемого случая надо определить потенциалы точек А и Б. Потенциал т. Б легко выражается через потенциал т. А:

.

(150)

U_A легко определить, используя принцип суперпозиции:

.	(151)
Уравнение для выходного напряжения имеет вид:
.
После подстановки значения потенциала UA получим:
.	(152)

Это уравнение надо решить относительно U_х, потому что это и будет то входное напряжение, при котором схема переключится при конечных значениях K_u и R_вх. Решение имеет вид:

.

(153)

Анализ этого уравнения показывает, что при и , характеристика преобразования приближается к идеальной.