Компараторы. Назначение. Параметры. УГО. Основные схемы включения.

Компараторы напряжения предназначены для сравнения двух аналоговых сигналов и часто применяются при преобразовании аналогового сигнала в цифровой код.

Преобразование осуществляется методом сравнения входного аналогового сигнала с некоторым опорным напряжением. На рис.194 приведены временные диаграммы работы компаратора и математические соотношения для выходного напряжения.

Рис.194

Компаратор может быть реализован на базе ОУ (рис.195,а). Входной сигнал подается на неинвертирующий вход. В этом случае в ОУ не используются цепи отрицательной ОС. Стабилитрон в данной схеме используется как ограничитель выходного напряжения на уровне U¹.

б)

Рис.195

Все компараторы строятся на основе ОУ. Основным отличием интегральных компараторов от ОУ является схемотехническая реализация выходного каскада, который реализуется по схемам стандартной логики (ТТЛ, ЭСЛ и т.д.). Кроме этого, компараторы могут иметь стробирующие входы для синхронизации выходных каскадов. На рис.195,б приведено УГО ИМС компаратора.

Некоторые виды компараторов имеют в выходном каскаде транзистор с открытым коллектором и эмиттером, что позволяет подключать их к ИМС с различными уровнями U¹ и U⁰.

По сравнению с ОУ, компараторы отличаются повышенным быстродействием благодаря уменьшению диапазона выходного напряжения и использованию ненасыщенного режима работы выходных транзисторов. Отсутствие отрицательной ОС и частотной коррекции не позволяет использовать компараторы в линейном режиме (только в ключевом).

Основные характерные параметры компараторов:

- разрешающая способность - это минимальное U_ВХ, способное вызвать переключение выходного напряжения (DU_ВХ= U_ВХ -U_ОП);

- минимальное U_ВХ;

- время отклика (быстродействие);

- задержка переключения компаратора.

Остальные параметры компараторов аналогичны ОУ и определяются типом ИМС.