2.9. Микросхемы компараторов

В практике радиолюбителей часто возникает необходимость в сравнении величин аналоговых сигналов с выдачей результата сравнения в виде двухуровневого логического сигнала. Решить эту задачу можно с помощью специальных микросхем — компараторов. В общем случае это специализированные ОУ с дифференциальным входным каскадом, работающим в линейном режиме, и одиночным или парафазным выходным каскадом, работающим в режиме огра­ничения.

Обычно на один из входов компаратора подают исследуемый сигнал, на другой — опорное напряжение. Если их разность меньше напряжения срабатывания, на выходе формируется сигнал логиче­ской 1, в противном случае — сигнал логического 0.

Компараторы применяют в высокоскоростных аналого-цифро­вых преобразователях, усилителях считывания запоминающих устройств, автогенераторах, пиковых детекторах, дискриминаторах и других устройствах.

Таблица 2.8

Параметр	K521CAI	К521СА2	К521САЗ	К597СА1
Коэффициент усиления, тыс.	0,75	0,75	50	1
Коэффициент ослабления син­фазных входных напряжений, дБ	70	70	—
Напряжение „I", В	2,5 — 6	2,4-4-4	—	— 0,8
Напряжение „0", В	— 1-0	— 1-0	0,4	— 1,6
Входной ток, мкА	75	75	0,1	10
Разность входных токов, мкА	10	10	0,01	3
Напряжение смещения, мВ	3,5	5	3	5
Входное напряжение, В	1-5	±5	+ 15	+3,5
Ток стробирования, мА	2,5	—	3	0,01
Время задержки включения, КС	ПО	120	300	—
Напряжение питания, В положительное	12	12	15-S-5	6
отрицательное	— 6	— 6	— 15-5-0	— 5,2
Ток потребления, мА от положительного источ­ника питания	11,5	9	6	22
от отрицательного источ­ника питания	7	8	5	26

Параметры некоторых интегральных компараторов приведены в табл. 2.8. Для примера рассмотрим компаратор К521СА2 (рис. 2.33,а).

Рис. 2.33. Микросхема К521СА2 (а) и прецизи­онный компаратор на. микросхеме К521СА1 (б)

Компаратор выполнен по сравнительно простой схеме без входов стробирования.

На входе применен дифференциальный каскад на транзисторах T₆ и T₇ с генератором стабильного тока на транзисторе Т₉. Тер­мостабилизация режима транзистора T₉ обеспечивается транзисто­ром Т₁₀ в диодном включении.

Второй каскад тоже выполнен по дифференциальной схеме на транзисторах Т₄ и 7Y Благодаря балансной схеме подачи смещения поддерживается постоянным напряжение на базе транзистора Т₃ при изменении положительного напряжения питания. Стабилитрон Д₂ в змиттерных цепях транзисторов Г₄ и Т₅ фиксирует потенциа­лы их баз на уровне 7В. Это значение определяет допустимый входной сигнал. Для повышения нагрузочной способности выхода по току применен эмиттерный повторитель на транзисторе 7₂.

Стабилитрон Д₁ в эмиттерной цепи этого транзистора предна­значен для сдвига уровня выходного сигнала с целью обеспечения совместительности компаратора по выходу с входами цифровых ТТЛ микросхем. Транзистор Т₈ обеспечивает путь для входного вы­текающего тока подключенной к компаратору ТТЛ микросхемы при логическом 0. Транзистор Т₁ в диодном включении замыкает диф­ференциальный выход второго каскада, если размах выходного напряжения в положительной области превышает 4 В. Это спо­собствует повышению быстродействия компаратора.

Более совершенной является двухканальная схема построения компараторов, реализованная, в частности, в микросхеме К521СА1. На рис. 2.33,6 приведен пример использования этой микросхемы в качестве компаратора напряжения.