Компаратор

 

КОМПАРАТОР, содержащий шину синхронизации, два / 5-триггера, основной и дополнительный, каждый из которых выполнен на двух транзисторах первого типа проводимости, стробирующий транзистор, коллекторы которого соединены с базами транзисторов основного / 5-триггера, первый и второй входные транзисторы второго типа проводимости, базы которых подключены к шине нулевого потенциала, эмиттеры соответственно - к первой и второй входным шинам, а коллекторы - к базам транзисторов основного / 5-триггера, вторые коллекторы которых перекрестно подключены к базам транзисторов дополнительного RSтриггера , вторые коллекторы которых соединены с первой и второй выходными шинами, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и быстродействия за счет уменьшения влияния узловых емкостей, в него введен / 5-триггер, выполненный на транзисторах первого типа проводимости, первый вход которого подключен к третьим коммутаторам первого транзистора основного / 5-триггера и первого транзистора дополнительного / 5-триггера, а второй вход - к третьим коллекторам второго транзистора основного / 5-триггера и второго транзистора дополнительного / 5-триггера, при этом эмиттер стробирующего транзистора соедиел нен с шиной нулевого потенциала, а база - с шиной синхронизации. со о со ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 5И 4 Ci 005 5 В 11//0011, Н 03 К 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР /

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 3к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3667289/24-21 (22) 25.11.83 (46) 07.11.85. Бюл. № 41 (71) Московский ордена Трудового Красного

Знамени инженерно-физический институт (72) А. В. Алюшин и М. В. Алюшин (53) 621.374.33 (088.8)

156) Авторское свидетельство СССР № 790257, кл. Н 03 К 5/24, 14.06.78. (54) (57) КОМПАРАТОР, содержащий шину синхронизации, два RS-триггера, основной и дополнительный, каждый из которых выполнен на двух транзисторах первого типа проводимости, стробирующий транзистор, коллекторы которого соединены с базами транзисторов основного RS-триггера, первый и второй входные транзисторы второго типа проводимости, базы которых подключены к шине нулевого потенциала, эмиттеры соответственно — к первой и второй входным

„„SU„„1190359 A шинам, а коллекторы — к базам транзисторов основного RS-триггера, вторые коллекторы которых перекрестно подключены к базам транзисторов дополнительного RSтриггера, вторые коллекторы которых соединены с первой и второй выходными шинами, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и быстродействия за счет уменьшения влияния узловых емкостей, в него введен RS-триггер, выполненный на транзисторах первого типа проводимости, первый вход которого подключен к третьим коммутаторам первого транзистора основного

RS-триггера и первого транзистора дополнительного RS-триггера, а второй вход к третьим коллекторам второго транзистора основного RS-триггера и второго транзисИ тора дополнительного RS-триггера, при этом эмиттер стробирующего транзистора соединен с шиной нулевого потенциала, а база— с шиной синхронизации.

С:

1190359

ВНИИПИ. Заказ 6982/61 Тираж 862 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении элементов сравнения аналогоцифровых преобразователей.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и быстродействия за счет уменьшения влияния узловых емкостей.

На чертеже показана принципиальная схема компаратора.

Компаратор содержит RS-триггеры 1 и 2, основной и дополнительный, каждый из ко- 10 торых выполнен на двух транзисторах 3 — 6 первого типа проводимости, и стробирующий транзистор 7, коллекторы которого подключены к базам транзисторов 3 и 4 основного

RS-триггера 1 и к коллекторам первого и второго входных транзисторов 8 и 9 второго типа проводимости, эмиттерами соединенных соответственно с первой и второй входными шинами 10 и 11, при этом вторые коллекторы транзисторов 6 и 7 дополнительного

RS-триггера 2 подключены к первой и второй выходным шинам 12 и 13, и RS-триггер 14, выполненный на транзисторах 15 и 16 первого типа проводимости, первый вход которого подключен к третьим коллекторам первого транзистора 3 основного RS-триггера 1 и первого транзистора 6 дополнительного RS- 25 триггера 2, а база второго транзистора 7 соединена с шиной 17 синхронизации.

Компаратор работает следующим образом.

В исходном состоянии (на шине 17 синхронизации высокий потенциал), транзистор 7 открыт, транзисторы 3 и 4 закрыты, RS-триггеры 2 и 14 хранят информацию.

Предположим, что транзисторы 5 и 16 открыты, транзисторы 6 и 15 закрыты, потенциал на первой входной шине 10 больше потенциала на второй входной шине 9. В момент прихода на шину 17 синхронизации отрицательного фронта тактового импульса стробирующий транзистор 7 закрывается, транзисторы 9 и 8 начинают заряжать узловые емкости Сщ„1 (18) и С 2 (19) . 4О

Так как ток заряда узла 18 больше тока заряда узла 19, . то первый транзистор 3 откроется первым, второй, третий, шестой транзисторы 4, 5 и 15 закроются, четвертый транзистор 6 откроется, седьмой транзистор 16 закроется, информация, записанная 4S в дополнительном RS-триггере 2, изменится.

В момент прихода положительного фронта тактового импульса пятый транзистор 7 откроется, первый и второй транзисторы 3 и 4 закроются, шестой транзистор 15 откроется, триггеры 1 и 2 будут хранить информацию до прихода следующего отрицательного фронта тактового импульса.

Таким образом, большее напряжение на входной шине 10 приводит к появлению на первой выходной шине 12 логической единицы, а на второй выходной шине 13— логического нуля и наоборот, т. е. данная схема выпол няет функцию компаратора входных сигналов, подаваемых на входные шины 10 и 11.

Чувствительность известного устройства к входным сигналам определяется шириной петли гистерезиса, обусловленного зависимостью емкости коллекторного перехода п-р-п транзистора от приложенного к нему напряжения, т. е. зависимостью узловых емкостей С .1 и С,л. г от информации, записанной во втором RS-триггере 9:

Су )=Со+КСяая-р-н (UQ;

Cmn. 2=Со+КСкбщ-р-g (UQ);

Со — Сидр-я-р+Сба и-p-a +Сяб g-р-к где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Ц, Uy — значение сигнала на выходах основного RS-триггера 1;

Сз вр-т» р, С » р-,», Ск,» .р 1»,— емкости переходов транзйсторов р-и-р и п-р-и соответственно.

Так как выходы основного RS-триггера 1 у известного соединены со входами дополнительного RS-триггера 2, который в момент сравнения хранит информацию, то емкости узлов Сузд 1 и Сзв, 2 оказываются разными, причем эта разница не является постоянной, а зависит от состояния второго триггера.

В предложенном компараторе обеспечивается более точное равенство узловых емкостей, так как у каждого транзистора основного RS-триггера 1 имеется по два коллектора, один из которых в момент сравнения находится под высоким потенциалом, а другой под низким. Таким образом, влияние зависимости Ск „(U) на узловые емкости Схзл. i и Су .2 ослабляется, петля гистерезиса уменьшается, чувствительность увеличивается (в 5 — 10 раз).

Быстродействие компаратора зависит от разности между входными сигналами. Наличие петли гистерезиса сказывается в том, что в зависимости от хранимой во втором триггере информации одна и та же разница во входных токах приводит к непостоянной разнице в скоростях заряда узловых емкостей Сала, и С .2, т . е. к разной скорости переходного процесса.

Предлагаемый компаратор обладает в

5 — 10 раз меньшей петлей гистерезиса, следовательно, при малой разнице между входными сигналами, сравнимой с шириной петли гистерезиса, его быстродействие будет в 5—

10 раз меньше, и предназначен для выполнения в составе интегральных схем с инжекционным питанием.