13.Компараторы на оу(1), триггер Шмитта(2)

1.Компаратор осуществляет сравнение измеряемого входного напряжения (U_ВХ) с опорным напряжением (U_ОП). Опорное напряжение представляет собой неизменное по величине напряжение положительной или отрицательной полярности, входное напряжение изменяется во времени. При достижении входным напряжением уровня опорного напряжения происходит изменение полярности напряжения на выходе ОУ. При U_ОП = 0 компаратор осуществляет фиксацию момента перехода входного напряжения через нуль.

Простейшую схему компаратора на операционном усилителе характеризует симметричное подключение измеряемого и опорного напряжений ко входам ОУ. Разность напряжений U_ВХ - U_ОП является входным напряжением U₀ ОУ, что и определяет передаточную характеристику компаратора.

При U_ВХ < U_ОП напряжение U₀<0, в связи с чем U_ВЫХ = U⁺_{ВЫХ MAX}. При U_ВХ > U_ОП напряжение U₀>0 и U_ВЫХ = U^-_{ВЫХ MAX}.

Изменение полярности выходного напряжения происходит при переходе входного измеряемого напряжения через значение U_ОП. Ввиду большого значения коэффициента усиления ОУ это изменение носит ступенчатый характер при U₀ = U_ВХ – U_ОП 0. Если источники входного и опорного напряжений поменять местами или изменить полярность их подключении, то произойдет инверсия передаточной характеристики компаратора. Условию U_ВХ < U_ОП будет отвечать равенство U_ВЫХ = U^-_{ВЫХ MAX}, а условию U_ВХ > U_ОП соответствует U_ВЫХ = U⁺_{ВЫХ MAX}.

Если измеряемое и опорное напряжение превышают допустимые паспортные значения входных напряжений ОУ, то они подключаются к ОУ с помощью делителей напряжения.

2. Для увеличения помехоустойчивости двухвходовый компаратор охватывается положительной обратной связью. Такой компаратор называется Триггером Шмидта.

Триггер Шмидта представляет собой двухпороговый компаратор, имеющий гистерезисную передаточную характеристику. Напряжения срабатывания и возврата не совпадают, а отличаются на величину гистерезиса.

напряжение срабатывания и отпускания:

ширина петли гистерезиса в Вольтах:

14.Макси- и миниселекторы мгновенных значений электрических сигналов.

С електоры (С) – это преобразователи, выделяющие из совокупности сигналов сигнал с наибольшим (максиселекторы) или наименьшим (миниселекторы) уровнем. Селекторы сигналов (СС) – используются в измерительных органах автоматич. устройств для выделения max или min мгновенных или средних значений сигналов. Выполняются пассивными и активными. Простейшая схема пассивного максиселектора сигналов – диодная схема. Какое из входных напряжений больше, то открывает свой диод и закрывает остальные. Недостаток – относительно большие погрешности, обусловленные прямым падением напряжения на диодах. Такие схемы непригодны для выделения сигналов низкого уровня.

Лучшими характеристиками обладают активные СС. Схема “ИЛИ” на операционных усилителях. При U1=U2=U3=0 все диоды открыты и U_ВЫХ=0. Если U1>0, U2=U3=0, VD1-открыт, VD2,VD3-закрыты, значит U_ВЫХ=U.

Д ля выделения max значения модуля трех сигналов используется следующая схема максиселектора: TAL1-3 – преобразуют входные токи в пропорциональные сигналы напряжения. Максимальным входным сигналом открываются диоды всех мостов, этот сигнал выделяется на R_Н. При этом другие сигналы замыкаются через открытые диоды своих мостов и не попадают на R_Н. Недостаток: для измерительного органа автоматических устройств требуется, чтобы на выходе максиселектора сигнал не зависил от вида КЗ.

Для обеспечения этого требования применяются максиселекторы со сглаживанием. Из диодов открыт тот, к которому приложен максимальный сглаженный сигнал.

Д ля выделения минимального значения из трех сложных сигналов применяются миниселекторы, выполненные по следующей схеме. R1- R3 – для разрядки С1- С3. Для работы схемы Е_П>max из К_UU₁, К_UU₂, К_UU₃. К_U – коэффициент передачи. Е_П – для открытия диодов. Из диодов открыт тот, у которого сглаженное напряжение будет минимальным. Это напряжение и является выходным.