3. Компараторы кодов Основные положения. Принципы построения. Типы компараторов.

Компараторами называются устройства, предназначенные для сравнения двух напряжений.

Наиболее простое выявление равенства (А = В) логических значений: поразрядное сравнение посредством полусумматоров .

К омпаратор имеет два входа, на которые подаются напряжения для сравнения, и выход U_вых. в зависимости от соотношения сигналов на его входах может иметь как (+), так и (-) полярность относительно шины с нулевым потенциалом (шина земли). Это объясняется тем, что к компаратору, как правило, присоединяются два источника питания, соединенные между собой последовательно, а общую их точку соединяют с нулевой шиной.

Компаратор – простейший преобразователь непрерывного сигнала в дискретный (потенциальный). Напряжение на выходе компаратора может находиться на одном из двух фиксированных уровней: на верхнем, если напряжение не его неинвертирующем входе больше напряжения на инвертирующем входе, и на нижнем – при противоположном соотношении этих напряжений.

К омпараторы строят на основе дифферен-циальных усили­телей.

В зависимости от соотношения напряжений U_вх1 и U_вх2 контакт 3 переключателя S соединяется либо с контактом 1 – в этом случае U_вых будет (-), или с контактом 2 – тогда U_вых будет (+) относительно земли.

Выходное напряжение дифференциальных усили­телей зависит от разницы входных. Зависимость знака U_вых. от U_вх.1 и U_вх.2 одного знака показана на рис.2 (для усилителя).

Н

Рис. 2

аиболее часто компараторы используют для сравнения напряжений от разных датчиков и других устройств, выходное напряжение которых подается на один из входов компаратора, на другой его вход подают некоторое фиксированное U, называемое опорным или пороговым. Как только U_вх1 станет больше опорного U_вх.2, выходное напряжение скачком перейдет из одного состояния со значением U_вых.min до другого -U_вых.max.

Типы компараторов.

И спользуют также однополярные компараторы с такой характеристикой:

U_ВЫХ. = «1» при U_ВХ1 >U₂ пор.

«0» при U_ВХ1 < U₂ пор.

где «1» – высокий уровень U (= +Е); «0» – низкий (≈0), т.е. в виде логического уровня (рис.3).

Р

Рис.3

ассмотренные компараторы называются однопороговыми, т.е. такими, в которых одно из входных U сравнивается с одним опорным V.

В

Рис. 3

о многих устройствах автоматики используют двухпороговые компараторы. В них есть два входа для подачи базовых напряжений U_пор.1 и U_пор.2, а на третий вход подается U_x, которое необходимо сравнить с пороговыми напряжениями.

Э тот тип компараторов (рис.4) фиксирует нахож­дение значения U_х, между двумя заданными порогами или за ними.

Рис. 4

Тема 2.2.1: Интегральные триггеры. Основные понятия, определения, классификация. План

1. Основные понятия.

2. Классификация триггеров.

Ход лекции

1. Основные понятия

Триггером называется устройство, которое может находиться в одном из двух устойчивых состояний и переходить из одного в другие под воздействием входного сигнала. В отличие от комбинационных логических цепей триггер это устройство с памятью, имеющее, по крайней мере, один вход и один выход. Состояние триггера определяется по выходному сигналу. Они имеют два выхода: прямой Q (выход 1) и инверсный (выход 0). Состоянию триггера «1» соответствует на выходе Q высокий уровень сигнала (1), а на выходе - низкий (0). Состоянию «0» – наоборот.

Входы триггера делятся на информационные и вспомогательные (управляющие). Сигналы, поступающие на информационные входы, управляют состоянием триггера. Сигналы на вспомогательных входах используются для предварительной установки триггера в требуемое состояние и для синхронизации. Вспомогательные входы могут использоваться и в качестве информационных входов. Число входов триггера зависит от его структуры и назначения.

Информационные входы:

R (от английского RESET) – раздельный вход установки в состояние 0;

S (от английского SET) – раздельный вход установки в состояние 1;

К – вход установки универсального триггера в состояние 0;

J – вход установки универсального триггера в состояние 1;

Т – счетный вход;

D (от английского DELAY) – информационный вход установки триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе.

У правляющие входы: С (от английского CLOCK) - синхронизирующий; V.

Пусть триггер находится в состоянии «0» (Q =0; =1), и на входах R и S заданы сигналы 0. Состояние триггера не изменится. Аналогично было бы, если триггер находится в состоянии «1».

Если на вход триггера, находящегося в нулевом состоянии подать S = 1 и R =0, то триггер перейдет в единичное состояние. Если с входа S снять «1», то триггер останется в единичном состоянии. Для установки триггера в нулевое состояние необходимо на R подать «1», на S – «0».