Kurs ishi fan: "Kompyuter muhandisligi" Mavzu bo'yicha: "Raqamli taqqoslashlar"

. Ikki chegarali taqqoslagich

Ikki chegarali komparator (yoki "derazali" komparator) kirish kuchlanishining belgilangan ikkita chegara kuchlanishi orasida yoki tashqarisida ekanligini aniqlaydi. Bunday funktsiyani amalga oshirish uchun ikkita komparatorning chiqish signallari mantiqiy ko'paytirish operatsiyasiga duchor bo'lishi kerak (7a-rasm). Shaklda ko'rsatilganidek. 7b, U1 < Uin < U2 sharti bajarilganda mantiqiy elementning chiqishida bitta signal darajasi paydo bo'ladi, chunki bu holda har ikkala taqqoslagichning chiqishi bitta mantiqiy darajaga ega bo'ladi. Bunday komparator IC A711 (mahalliy analog - 521CA1) shaklida ishlab chiqariladi.

Rasm-7.
Ikki pol solishtirgichning diagrammasi (a) va uning ishlash diagrammasi (b)


Taqqoslash parametrlari

Taqqoslagichlarning sifatini tavsiflovchi parametrlarni uch guruhga bo'lish mumkin: aniqlik, dinamik va ishlash.

Taqqoslash moslamasi op amp bilan bir xil aniqlik parametrlari bilan tavsiflanadi. Komparatorning asosiy dinamik parametri tp o'tish vaqtidir. Bu taqqoslashning boshidan taqqoslagichning chiqish kuchlanishi qarama-qarshi mantiqiy darajaga yetgan paytgacha bo'lgan vaqt oralig'i. Kommutatsiya vaqti solishtiruvchi kirishlardan biriga qo'llaniladigan doimiy mos yozuvlar kuchlanishi va boshqa kirishga qo'llaniladigan kirish voltajining sakrashi Uin bilan o'lchanadi. Bu vaqt mos yozuvlar kuchlanishidan Uin ning ortiqcha bo'lishiga bog'liq. Shaklda. 8 mA710 komparatorining umumiy kirish kuchlanishi 100 mV sakrash bilan Ud differentsial kirish kuchlanishining turli qiymatlari uchun vaqtinchalik xususiyatlarini ko'rsatadi . Taqqoslagichni almashtirish vaqti tp ikki komponentga bo'linishi mumkin: kechikish vaqti tg va mantiqiy sxema tl ostonasigacha ko'tarilish vaqti. Qo'llanmalar odatda qadamdan keyin 5 mV differensial kuchlanish qiymati uchun o'tish vaqtini beradi.



Rasm-8-rasm. A710 komparatorining kirish kuchlanishining Ud ning mos yozuvlar ustidagi har xil haddan tashqari o'tishdagi vaqtinchalik javobi: 1 - 2 mV ga; 2 - 5 mV kuchlanishda; 3 - 10 mV kuchlanishda; 4 - 20 mV da.

. Asosiy komparator sxemalarini o'rganish

Operatsion kuchaytirgichlar asosida qurilgan komparatorlarning asosiy sxemalarini o'rganamiz. Shaklda. 9 va 10-rasmlarda nolga yaqin kuchlanishli nol darajali detektorlarning diagrammalari va xarakteristikalari turlari ko'rsatilgan. Sxemalar kirish signalining op-ampning kirishiga qo'llanilishi bilan farqlanadi. Kirish signalini etkazib berish uchun op-ampning turli xil kirishlaridan foydalanish solishtirgichning chiqishida kuchlanishning ijobiy yoki salbiy pasayishi bilan kirish kuchlanish darajasini aniqlash imkonini beradi.

Rasm-9.



10-rasm

Raqamlarda "chiqish-kirish" xarakteristikasi turi ko'rsatilgan. Chiqish kuchlanishi vertikal o‘q bo‘ylab, kirish kuchlanishi esa gorizontal o‘q bo‘ylab chiziladi. Xususiyatlarning qiyaligi chiqish kuchlanishining cheklangan aylanish tezligidan kelib chiqadi. Shaklda. 11 va 12-rasmlarda musbat va salbiy kirish kuchlanish darajalari detektorlarining diagrammalari va xarakteristikalari turlari ko'rsatilgan. Ushbu kontaktlarning zanglashiga olib kirish kuchlanishining chegara darajasi op-ampning inverting kirishiga qo'llaniladigan egilish kuchlanishining qiymati bilan belgilanadi. Shaklda ko'rsatilganidek, kuchlanish kuchlanishini zener diodi bilan o'rnatish mumkin.

Rasm-11

Rasm-12



Rasm-13

Chiqish kuchlanishining maksimal va minimal qiymati tashqi elementlar yordamida o'rnatilishi mumkin. Shaklda. 14-rasmda zener diodi yordamida chiqish kuchlanish darajasini o'rnatish bilan nol kuchlanish detektorining diagrammasi ko'rsatilgan. Shaklda ko'rsatilgan taqqoslash moslamasi. 15, ma'lum bir qiymat oralig'ida kirish kuchlanishining mavjudligini aniqlashga imkon beradi. Agar kirish kuchlanishi tashqi elementlar tomonidan belgilangan chegara qiymatlari ichida o'zgarsa, chiqish voltaji past bo'ladi. Eshiklar oshib ketganda, chiqish kuchlanishi yuqori darajaga o'zgaradi. Taqqoslovchilar muammoli bo'lishi mumkin, chunki kirish voltaji chegaraga yetganda, chiqish kuchlanish darajasining bir martalik o'zgarishi o'rniga, chiqish kuchlanish darajalari o'rtasida tez o'zgarishlar bo'lishi mumkin, ayniqsa kirish signalida sezilarli shovqin bo'lsa . Ushbu hodisa bilan ba'zi turdagi sxemalarning normal ishlashi buzilishi mumkin. Agar solishtiruvchi xarakteristikada histerezis bo'lsa, buni oldini olish mumkin . Bunday sxemalardan biri Shmitt triggeridir. Sxema va uning xususiyatlari shaklda ko'rsatilgan. 16. Bir xil siqish kuchlanishlariga ega bo'lgan ideal op-amp uchun kirish chegara kuchlanishining musbat qiymatini formula [8] bo'yicha hisoblash mumkin:

Rasm-14.



Rasm-15.
Kirish chegarasidagi kuchlanishning manfiy qiymati quyidagicha ifodalanadi :

bu erda E - OS ning cheklovchi kuchlanishi. Barcha ko'rib chiqilgan sxemalar uchun ularning ishlashini tahlil qilish ikkita xususiyatga ko'ra amalga oshirilishi mumkin. Ulardan birinchisi kirish-chiqish xarakteristikasi bo'lib, statik rejimda kontaktlarning zanglashiga olib kirish va chiqish kuchlanishi o'rtasidagi munosabatni o'rnatadi. Osiloskop ekranida bunday xarakteristikani kuzatish uchun kontaktlarning zanglashiga olib kirishiga ulangan kanaldan signalni vertikal o'q bo'ylab va kontaktlarning zanglashiga olib kirishiga ulangan kanaldan signalni - gorizontal o'q bo'ylab sinusoidal kuchlanishni chizish kerak. kontaktlarning zanglashiga olib kirishiga qo'llaniladi. Devrenning chiqish kuchlanishini almashtirish dinamikasini kirish va chiqish kuchlanishining oscillogrammalaridan kuzatish mumkin. Ushbu xarakteristikani qabul qilganda, kontaktlarning zanglashiga olib kirishiga sinusoidal kuchlanish qo'llaniladi va kirish va chiqish voltaji ikki nurli osiloskop tomonidan qayd etiladi.

Rasm-16

Xulosa

Komparator - o'lchangan qiymatni standart (elektr potansiyometrlari va boshqa taqqoslash asboblari) bilan solishtirish uchun o'lchash moslamasi. Optik, elektr, pnevmatik komparatorlar va boshqalar mavjud.Komparatorlar, masalan, chiziqli o'lchovlarni tekshirish, emitentlarning elektromagnit maydonining kuchini o'lchash uchun ishlatiladi. Kartografik ishlarda stereokomparatorlar, astronomiyada (spektrlar va astrofotolarni solishtirish uchun) - spektr komparatorlari va miltillovchi komparatorlar qo'llaniladi.

Kurs ishi davomida biz komparatorlarning umumiy tavsifini berdik, ularning turlarini ko'rib chiqdik va komparatorning asosiy sxemalarini o'rganib chiqdik.