на другой - опорный. Когда входной сигнал превысит значение опорного напряжения, выходное напряжение изменяется от +3,1 до -0,5 В.

Для исключения влияния помех в передаточную характеристику вводят некоторый гистерезис (рис. 60, г). Ширина петли гисте-

Рис. 60. Интегральный компаратор без гистерезиса (а) и с гистерезисом (б) и их выходные характеристики (б, г).

резиса берется несколько больше ожидаемой амплитуды помехи. Гистерезис образуется за счет введения положительной ОС (резистор Ri). Напряжения срабатывания и отпускания определяются по формулам:

t/cp = f/on + ?2(3,l-Uon)m-\-Rz)\ (64)

I/ОТП = f/оп + 2 (- О, 5 - Vou)l{R2 + З)- (65)

Гистерезис

Ai/ = i/cp-i/oTn = 3,6/?g/(/?g-}-/?a). (66)

Для уменьшения влияния входного тока компаратора следует выбирать

Ri==RzKRt-VRi)-Двойной компаратор типа 521СА1 содержит два одинаковых компаратора, схемы которых аналогичны схеме компаратора 521СА2. Он удобен для построения двухпороговых схем, имеющих симметричный отклик на положительный и отрицательный сигналы. Различие компараторов 521СА1 и 521СА2 заключается в построении це-

пей ограничения выходного каскада, а также наличии у компаратора типа 521СА1 входов стробирования.

На рис. 61, а приведена схема детектора-ограничителя по двум уровням без гистерезиса, а на рис. 61,6 - с гистерезисом. Напряжения нижнего и верхнего пределов подаются на входы двойного компаратора. Если входное напряжение превышает верхний предел

к б)

Uomn

Ли=75мВ

Ucp=280 мВ

Рис 61 Двойной интегральный компаратор без гистерезиса (а) и с гистерезисом (б) и их выходные характеристики (б, г).

или становится меньше нижнего предела, выходное напряжение становится равным около +3 В. При расчете положительных порогов срабатывания и отпускания в схеме на рис. 61,6 справедливы уравнения

Ri-\-R2

oru

\-0,b-URJ{Ri-VRb)\

(67)

(68)

Задавшись значениями сопротивлений резисторов Ru Нь, из

(67) и (68) можно определить: i?2 = «i(3.6-Ai/)/AC/; Ri = URsiRi-Ri)f(UcriRi-3,iRi). Значения отрицательных порогов срабатывания и отпускания рассчитываются по этим же формулам с учетом знака опорного напряжения.

Рассмотренные пороговые схемы можно реализовать на обычных ОУ и стабилитронах. Рассмотрим схему детектора нулевого

Рис. 62. Полупроводниковое реле (а) и его выходная характеристика (б). f f

уровня с гистерезисом (рис. 62), называемую бесконтактным реле [44].

Напряжение на входе (-) равно:

RiUonKRi + R)

Напряжение на входе ( + ), определенное методом наложения, равно:

RiUnxf (Rs + Ri) + Wbhx/ (Rb + Ri) • Так как дифференциальное напряжение ОУ равно нулю, то Ubx = 2 (Ra + Ri) (Ri + R2) - ?з/вых/4-

Для уменьшения напряжения смещения от входного тока необходимо, чтобы

RiRJ(Ri + 2) = RsRi (Rs + Ri);

Ucv, = R2 (Ra + Ri) Uou/Ri (Ri + R2) - RsUrairJRi, t/oTD - R2 (Rs + Ri) UonfRi (Ri + R2) - R.Umax/Ri Решая совместно последние уравнения, найдем:

Ri - Rs (Umax - Umin)f(Uci, - Vorn); (69)

Ri =

Ucv/Rs-i-Umin/Ri Ri(UoTnRi-i-U max R3)

Uon (R3 + Ri) ~ UoTu Ri - Umax Rb

(70) . (71)

Пример. Рассчитать схему бесконтактного реле ео следующими параметрами: t/cp-3 В, t/oTn-,0,5 В, i/on= + 15 В, /?з = 10 кОм. На выходе использовать стабилитрон типа Д818 (t/max=9 В, Umin = -0,7 В).

Решение. Из (69):

10 [9-(-0,7)]

Ri =------= 38,8 кОм.

о - и,о

Из {7Qi<

Из (71): R2 = -

3/10 - 0,7/38,8 53,2 (0,5-38,8 +9-10)

= 53,2 кОм.

= 9,25 кОм.

15 (10 + 38,8) -0,5.38,8 -9-10

Схема на рис. 63 имеет характеристику трехпозиционного поляризованного реле. Здесь ОУ совмещает функции усилителя посто-

Рис. 63. Трехпозиционное поляризованное реле (а) и его выходная

характеристика (б).

янного тока и компаратора с гистерезисом. Два транзистора выполняют роль токовых компараторов. С коллекторов этих транзисторов снимается напряжение положительной ОС.

В исходном состоянии выходной сигнал равен нулю, транзисторы Tl и Гг насыщены, напряжение между резисторами R и R равно нулю. При увеличении сигнала положительной полярности выходное напряжение ОУ также будет возрастать. Если выбрать R9-2R8, то при выходном напряжении около Un/2 транзистор Гг начнет закрываться. Половина коллекторного напряжения через резисторы Rb, Rz прикладывается к входу (-) ОУ, что равносильно увеличению положительного входного сигнала.

Развивается регенеративный процесс, и выходное напряжение скачком возрастает до +{/нас, а на коллекторе транзистора Тз скачком устанавливается отрицательное напряжение -(/выхг. При уменьшении входного сигнала ОУ возвращается на линейный участок также скачком, образуя петлю гистерезиса. По обоим каналам чувствительность регулируется резистором Ra, г. ширина петли гистерезиса - резистором /?5.

Если выбрать Ri2=Riz, R9=2Rs, ?8=4-6 кОм, /?з»/?2, t/n > >ЭБ. то

f/cp=t/n2/2/?8; (72)

AU = UuRJb- (73)

Из (72) и (73) находим:

RH = UnRJ2Uc; (74)

R = UnRJ2AU. (75)

33. Широтно-импульсный модулятор

Широтно-импульсный модулятор преобразует входной сигнал в последовательность импульсов, ширина которых зависит от амплитуды входного сигнала. В схеме, описанной в [6], несущая частота, имеющая форму меандра, подается на вход ОУ1, включенного по схеме интегратора (рис, 64). На выходе интегратора получают-

туд1

Унес

•нес

0У2 <; П0УД1

Рис. 64. Широтно-импульсный модулятор (а) и форма напряжений

в его схеме (б).

ся треугольные импульсы. Благодаря наличию резистора Rs эти импульсы поддерживаются симметрично относительно земли.

Треугольные выходные импульсы интегратора подаются на один из входов компаратора, а входной сигнал - на другой. Компара-

тор переключается, когда амплигуда входного сигнала становится равной амплитуде треугольных импульсов. При нулевом входном сигнале скважность импульсов равна 0,5. При максимальном положительном сигнале скважность около 1, при отрицательном, равном амплитуде треугольного импульса, скважность около нуля. Номинальные значения элементов схемы соответствуют несущей частоте 100 кГц при скважности до 0,99.

34. Цифро-аналоговые преобразователи

Двоичные числа (логическая 1 и логический 0) с выхода цифровых систем преобразуются в эквивалентные аналоговые напряжения при помощи схемы ЦАП. Схема обычно содержит матрицу иа резисторах, управляемые ключи, источник опорного напряжения н ОУ. Для резистивной матрицы (рис. 65, а) требуется меньшее число

nriririr

I

I

R R/2 R/г R/2

Рис. 65. Цифро-аналоговый преобразователь с разными номиналами резистивной матрицы (а) и с номиналами резистивной матрицы R и R12 (б).

резисторов, но с разными номиналами. Выходное аналоговое напряжение для этой матрицы определяется выражением [46]

,+2 + 4-f8-t-... •

Если каждый цифровой выход t/л-Уп принимает значение 15 В или О, то выходное напряжение равно 1 В при двоичном числе 0001 (десятичное число 1), равно 5 В при двоичном числе 0101

(десятичное число 5) и т. д.

Для ЦАП на рис. 65, б требуется больше резисторов, но с номиналами только R и R12. Выходное напряжение этого ЦАП

(вых -

пЫх -

а+2/д+4ас+8р

2"

(77)

где п - число цифровых входов.

Лоследовательное изменение дискрегных выходных напряже-