Компараторы напряжений

Компараторы, или сравнивающие устройства, предназначены для сравнения двух напряжений, поступающие на его входы. Одно из сравниваемых напряжений называется опорным, может быть постоянным или медленно меняющимся, другое имеет относительно большую скорость изменения. В зависимости от знака разности входных напряжений на выходе компаратора устанавливается или или

В качестве компараторов широко используется оперативное устройство. Простейшая схема на ОУ показана на рис.

Передаточная характеристика

Компараторы часто используют для получения прямоугольных импульсов из синусоидального или пульсирующего напряжения. Эти устройства получили название триггеров Шмидта.

В триггере Шмидта пороговые уровни переключения из одного состояния в другое, называемое уровнями срабатывания и отпускания не совпадают, как у обычного компаратора. Они различаются на величину, называемую гистерезисом переключения

 

Если то и на неинвертирующий вход с делителя подается напряжение

 

Пока увеличение входного напряжения не вызывает изменения выходного. При достижении входным напряжением значения и дальнейшим его увеличении изменяется полярность напряжения между входами, и на выходе устанавливается напряжение Напряжение при котором происходит скачкообразные изменения выходного называется напряжением срабатывания . После переключения на инвертирующим входе установив отрицательные напряжения

 

При уменьшении входного напряжения до величины полярность выходного напряжения изменяется и величина будет равна Ширина зоны гистерезиса будет равна то есть определяется соотношением резисторов и

Значение и можно изменить включив в цепь неинвертирующего входа источник опорного напряжения.

Вид передаточной характеристики

Сравнив уравнения для пассивной -цепи и для электронной схемы можно сделать вывод, что электронная схема эквивалентна такой -цепи у которой постоянная времени , то есть в раз меньше чем постоянная времени цепи, непосредственно образованной С и .

Интегрирующие цепи

Интегрирующей цепью (И.Ц.) называют четырехполюсник, сигнал на выходе которого пропорционален интегралу от входного сигнала

 

Для получения точного интегрирования необходимо:

 

Увеличение постоянной времени ограничено техническими возможностями и поэтому применяют электронные интеграторы. Для пассивной цепи: будем считать, что на входе цепи действует скачок напряжения:

По второму закону Кирхгофа для уравнение заряда конденсатора имеет:

Составим аналогичное уравнение для электронного генератора.

 

Напряжение на конденсаторе С можно найти как разность напряжений на обкатках относительно корпуса:

 

Учитывая, что получим

.