Анализ работы и проектирование электронного компаратора на основе ОУ..

ВВЕДЕНИЕ Полупроводниковые электронные устройства делятся на два больших класса: аналоговые и цифровые (дискретные). В основе классификации лежит возможность изменения в устройстве элек¬трического сигнала, несущего информацию. Если информацион¬ный сигнал изменяется непрерывно и может принимать произвольные значения в широком диапазоне, устройство являет¬ся аналоговым, если же сигнал изменяется дискретно и может принимать только два фиксированных значения, соответствую¬щих двум цифрам двоичной системы счисления — нулю и едини¬це, то устройство относится к цифровым или дискретным. В аналоговых устройствах сам электрический сигнал и его парамет¬ры — уровень, частота и фаза электрического колебания несут информацию о физической величине. В цифровых устройствах информация о величине закодирована цифровым кодом, состоя¬щим из множества двоичных разрядов, каждый из которых может принимать только одно из двух фиксированных значений, кото¬рым соответствуют два уровня напряжения (обычно они обеспе¬чиваются открытым либо закрытым состоянием транзистора, работающего в ключевом режиме). Информацию о различных физических величинах и контроли¬руемых процессах получают с помощью датчиков, называемых также измерительными преобразователями. Эти устройства осу¬ществляют преобразование измеряемой величины в пропорцио¬нальный ей электрический сигнал. В современных системах управления различ¬ными процессами, в том числе и технологическими, присутствуют устройства обоих типов. Аналоговые устройства обычно обеспечи¬вают съем первичной информации с датчиков системы управле¬ния приводами исполнительных устройств и механизмов, управление же самим процессом в соответствии с заданной алго-ритмом программой выполняют цифровые устройства. Взаимо¬действие между аналоговой частью системы и цифровой (преобразование информации из аналоговой формы в цифровую и обратно) обеспечивают цифроаналоговые (ЦАП) и аналого-циф¬ровые преобразователи (АЦП). Очень важную роль при аналого-цифровом преобразовании играют компараторы. Компаратором называют устройство, пред¬назначенное для сравнения изменяющегося аналогового входного сиг¬нала с опорным напряжением. При этом в зависимости от того, больше входной сигнал опорного или меньше (на доли милли¬вольт), на выходе компаратора должно установиться напряжение «логический нуль» (лог. 0) или «логическая единица» (лог. 1). Так как выходной сигнал компаратора подается обычно на логические схемы, его выходное напряжение согласуется с цифровыми логи-ческими схемами. Функцию сравнения двух напряжений может выполнить и операционный усилитель, если на один из его входов подать опор¬ное напряжение, а на другой — входной сигнал. Однако специализированные устройства – компараторы - имеют преимущество в быстродействии, которое получают, предотвращая режим насыщения его транзисторов, а, следовательно, и длительное рассасывание неосновных носителей. 1. Примеры применения компараторов Компаратором называется устройство, предназначенное для сравнения двух однородных физических величин (электрических токов, электрических напряжений, сил и т.д.) и выработке сигнала о том, какая из них оказывается больше другой. Схематично это устройство показано на рис. 1. Рис.1 Работу компаратора можно представить в виде следующих логических соотношений: А1 ≥ А2 → А3 >0 А1 < А2 → А3 <0 Входные, а также выходные величины А1 , А2 , А3 могут представ¬ляться в аналоговом и дискретном виде. Широко распространенными ком-параторами, использующими дискретное преобразование входных величин, являются устройства отмера длины продукта, например датчики наработ¬ки куска на ткацких станках (рис. 2).

ВВЕДЕНИЕ - 3 -
1. Примеры применения компараторов - 5 -
2. Компараторы электрических напряжений - 7 -
3. Пример расчета электронного компаратора - 9 -
4. Расчетная часть - 11 -
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - 15 -
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ - 16 -

1. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1977.
2. Жеребцов И.П. Основы электроники. Л.: Энергия, 1974.
3. Основы промышленной электроники. /Под ред. В.Г.Герасимова. М.: Высшая школа, 1986.
4. Проектирование РЭА на интегральных микросхемах /Под ред. С.В.Якубовского. М.: Радио и связь, 1986.
5. Т.М.Агаханян. Интегральные микросхемы. М.: Энергоатомиздат, 1983.
6. Справочник по интегральным микросхемам. /Под ред. Б.В.Тарабрина. М.: Энергия, 1984.
7. О.В.Миловзоров, И.Г.Панков. Электроника. М.: Высшая школа, 2005.
8. Резисторы. Каталог Элорг. М., 1983.