Сранивающее устройство

ОГ1ИСЛИИЕ

ИЗОБРЕТЕННАЯ (6f) Дополнительное l4 авт, сзмц @у (22) Заявлено 070674 (2() 20328б9/18-21 с присовдииеныем зайвки М

Н 03 К 5/20

G 01 В 1/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0 5 0 5 79, Б.оллетена Ио 1 7 (53) УДК б21.374..34(088.3) Дата опубликования описания 050579

С.И.Ершов

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (541 СРАВНИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для сравнения мгновенных значений двух напряжений.

Известно сравнивающее устройство на основе транзисторного дифференциальнОго каскада, переключающего ток генератора тока иэ одной нагрузки в другую в зависимости от знака разности мгновенных значений двух

1О напряжений 1 1 j °

Однако это устроГство имеет низкую чувствительность.

Известно сравнивающее устройство с повьпаенпой чувствительностью, со" держащее последовательно включенные три дифференциальных каскада на транзисторах одного типа проводимости и дополнительный транзистор другого типа проводимости, участок база,змиттер которого подключен к выходам третьего дифференциального каскада, а ксжлектор через резистор нагрузки к отрицательному полюсу одного из источников питания (2j..

Недостаток этого сравнивающего устройства состоит в сложности, склонности к самовозбуждению и в необходимости питания коллекторных цепей транзисторов дифференциально< каскадов от трех различных о величине напряжений.

Известно сравнивающее устройство с повышенной чувствительностью, содержащее два дифференциальных каска" да на транзисторах одного типа, каскады сдвига уровня, выполненные на транзисторах другого типа и включен" ные между выходами первого и г:.;одами второго дифференциальных каскадов и между выходами второго дифференциального каскада и выходами устройства (3)

Недостатком такого сравнивающего устройства является пониженное быстродействие, так как каскады сдвига уровня вносят задержку при выходе из режима отсечки, и необходимость применения транзисторов разных типов.

Известно также сравнивающее устройство, содержащее два дифференциальных каскада, выполненных на транзистора е различного типа проводимости, причем коллекторы транзисторов второго дифференциального каскада соединены перекрестно с змиттерами транзисторов первого дифференциального каскада, между которыми включена последовательная цепь из двух резисторов, общая точка которых,соединена с выходом транзистора тока f4).

Недостатком такого сравнивающего устройства является наличие относительного большого гистерезиса, обусловленного эапиранием после регенеративного переброса устройства 5 транзисторов одноименных плеч обоих диффференциальных каскадов, а также в использовании транзисторов различных типов для обеспечения требуемых режимон по постоянному току первого 10 и второго дифференциальных каскадон.

Цель изобретения состоит в повышении чувствительности и уменьшении гистерезиса сраннивающего устройства, содержащего выполненные на транзис- 15 торах одного типа проводимости два дифференциальных каскада — дифференциальный усилитель и дифференциальный каскад сравнения, каскады сдвига уровня постоянного напряжения, вклю- 20 ченные между выходами первого и входами второго дифференциальных каскадов.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве эмиттер ые цепи транзисторов дифференциального усилю" теля объединены по постоянному току перекрестно с коллекторньми цепями дифференциального каскада сравнения, между эмиттерами транзисторов дифференциального усилителя введен резистор. ДиФференциальный каскад срав- M нения подключен к дифференциальному усилителю через каскады сдвига уровня постоянного напряжения„

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема сравни- 35 вающего устройства.

Сраннивающее устройство выполнено на транзисторах одного типа и содержит дифференциальный усилитель 1 на транзисторах 2 и 3, базы которых 40 подключены к входам 4 и 5 устройства, дифференциальный каскад б сравнения на транзисторах 7-9 и каскады 10 и ll сдвига уровня постоянного напряжения, выполненных по схеме эмиттерных понторителей на транзисторах 12 и 13 с нагрузочными цепями,из последовательно включенных стабилитронон и резисторов 14-19 соответственно. Коллекторы. транзисторов 7 и 8 дифференциального каскада б сравнения объединены перекрестно с эмиттерами транзисторов 2 и 3 дифференциального усилителя l. Базы транзисторов 7 и

8 соединены с одними выходами каска,дов 10 и ll сдвига уровня постоянного 55 напряжения общими точками резисторов и стабилитронон: 16,15 и 19,18. Другие выходы каскадов 10 и 11 сдвига уровня постоянного напряжения — общие точки стабилитронон 14,15 и 17, 18 - 60 соединены с выходами 20, 21 сравнивающего устройства.- Выходы дифференциального усилителя 1 соединены с входами каскадов 10 и 11 сдвига уровня постоянного напряжения. Между эмиттерамн транзисторов 2 и 3 дифференциального усилителя 1 включен резистор 22. Сравнивающее устройство йитается от источников 23 и 24 напряжения.

Сравнивающее устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, когда величина сигнала на входе

4 меньше значения опорного напряжения на входе 5, но близка к нему, транзистор 8 закрыт, а остальные транзисторы сравнивающего устройства откры-, ты. Ток генератора на транзисторе 9 проходит полностью через транзистор 7 дифференциального каскада сравнения и распределяется далее по двум цепям: эьа ттерной цепи транзистора 3 и последовательного соединения резистора

22 и эмиттерной цепи транзистора 2 .

Большая часть тока проходит через эмиттерную цепь транзистора 3. При этом потенциал коллектора транзистора 3 ниже потенциала коллектора транзистора 2, и на выходах 20 и

21 устройства действуют соответственно высокий и низкий уровни Hапряжения.

Сраннивающее устройство находится в одном из днух возможных устойчивых состояний.

При увеличении напряжения сигнала на входе 4 относительно опорного напряжения на входе 5 происходит изменение потенциалов коллекторов транзисторов 2 и 3 в противоположных направлениях. С выходов дифференциального усилителя 1 усиленная разность сигнала и опорного напряжения передается каскадамй 10 и 11 сдвига уроння постоянного напряжения на входы дифференциального каскада б сравнения. При определенном превышении сигнала над опорным напряжением открывается транзистор 8 дифференциального каскада б сравнения и происходит регенератив- .ный переброс сравнивающего устройства но второе устойчивое состояние.

Во втором устойчивом состоянии закрыт трайзистор 7 дифференциальногб каскада сравнения, остальные транзисторы открыты и на выходах 20 и 21 действуют соответственно низкий и высокий уровни напряжения, Ток генератора на транзисторе 9 прохоцит через транзистор 8 и разветвляется, как и в первом устойчивом состоянии, по двум цепям. Большая часть тока во втором состоянии проходит через транзистор 2 дифференциального усилителя 1 °

B таком сравнивающем устройстве перекрестное объединение коллекторных цепей дифференциального каскаца сравнения с эмиттерными цепями дифференциального усилителя обеспечивает повышение чувствительности, а соединение эмиттеров транзисторов дифференциального усилителя через резистор обеспечивает уменьшение гистерезиса, так как после регенеративных перебро661762

Формула изобретения

Составитель B.r1è÷êèí

Техред Л. 1 лферова . Корректор В, Синицкая

Редактор Л.Устинова

Заказ 2509/63 Тираж 1059 Подписное

191ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 сов сравнивающего устройства из одного состояния в другое, вызванных изменением сигнала относительно оПорного напряжения, обеспечивается открытое состояние обоих транзисторов дифференциального усилителя.

Кроме того, данное сравнивающее устройство имеет выходные уровни напряжений, согласованные с входными уровнями стандартных цифровых схем.

1. Сравнивающее устройство, содержащее выполненный на транзисторах одного типа проводимости дифференци ал ьн ый у силитель и ди ф ф ер е нци ал ь ный каскад сравнения, подключенный входами к выходам дифференциального усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, эмиттерные цепи транзисторов дифференциального усилителя по постоянному теку объединены перекрестно с коллекторными цепями дифференциального каскада.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения гистерезиса, между эмиттерами транзисторов дифференциального усилителя введен резистор.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а о щ е е с я .тем,, что дифференциальный каскад сравнения подклю5 чен к дифференциальному усилителю через каскады сдвига уровня постоян- ного напряжения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Я 1. Прессман A.H. Расчет и проектирование схем на полупроводниковых приборах для цифровых вычислительных машин., Изд-во иностранной литературы, М., 1963, с.308, фиг.10-3.

2. Козлов В.Д. Сравнивающее устройство на интегральных схемах, Приборы и техника эксперимента, 1971, Р 1, с.144.

3, Варлинский H.Н. Применение транзисторных гереключателей тока в качестве схем сравнения быстродействующих аналогоцифровых преобразователей. Вопросы радиоэлектроники, серия " Радиоизмерительная техника, 1968, с,5, вып.1, рис.2. 4. Авторское свидетельство

Р 424306, кл. И 03 К 3/22, 1974.