Інтегральні компаратори за своєю суттю є операційними підсилювачами з високим коефіцієнтом посилення і призначені для роботи в режимі з розімкнутої зворотним звязком Як правило, сигнал на виході компаратора зявляється тоді, коли напруга на вході приймає значення вище або нижче заданого рівня або коли вхідна напруга перетинає нульовий рівень Наприклад, в схемах, наведених на рис 637 і 638, Компаратор LM111 видає на своєму виході (висновок 7) рівень лог 1 або лог 0 відповідно при позитивної або негативної різниці напруг на входах

Ріс637

Детектор рівня для фотодіода

Поріг або рівень спрацьовування встановлюється шляхом подачі на один з входів компаратора опорного напруги Порівнюваний сигнал надходить на протилежний вхід Стан виходу компаратора змінюється, коли вхідний сигнал або перевищує, або стає нижче рівня опорного напруги В якості компаратора міг би використовуватися звичайний ОУ широкого застосування, однак час спрацьовування таких ОУ становить, як правило, кілька десятків мікросекунд У табл 62 наведені характеристики класичного компаратора на інтегральної мікросхемі LM111 (при напрузі живлення 5 В і температурі 25 ° С)

Табліца62 Основні параметри компаратора LM111

Параметр

Значення параметра хв типове макс

Одиниця виміру

Вхідна напруга зсуву нуля

0,7

3

мВ

Вхідний струм зміщення

4

10

нА

Вхідний струм зсуву

60

100

нА

Посилення по напрузі

100

В / мВ

Час спрацювання

200

нс

Діапазон синфазних сигналу

0,3

3,8

B

Розмах вихідної напруги

50

У

Вихідний струм

59

мА

Коефіцієнт разветаленія

8

по виходу (ДТЛДТЛ)

Струм споживання

3

5

мА

Робота з інтегральними компараторами

Одна з основних проблем, повязаних з компараторами, полягає в їх схильності до самозбудження У цьому розділі наводяться рекомендації, що дозволяють уникнути самозбудження і ряду інших негативних явищ, характерних для цих пристроїв

Рекомендується якомога далі один від одного розводити вихідний і балансовий висновки мікросхеми (такі, як 5, 6 і 7 – див рис 638) з метою запобігти їх безпосередня взаємодія У тому випадку, якщо балансування не використовується (рис 637), потрібно зєднати балансні висновки між собою Якщо використання балансних висновків необхідно, то для зниження ймовірності самозбудження слід спробувати підключити між ними конденсатор ємністю 0,1 мкФ Як правило, в компараторах на ІС розвязують конденсатор не потрібно Якщо ж його використання повязане з необхідністю згладжування великих піків напруги в джерелі живлення при зміні стану компаратора, потрібно зєднання між ІС та розвязуючим конденсатором зробити якомога коротше

Ріьб38

Детектор перетину нульового рівня для електромагнітного дотчіко

При внутрішньому опорі джерела живлення сигналу від 1 до 10 кОм імпеданс (як емкостная, так і активна складові) на обох входах повинні бути рівні Рівність импедансов призводить до придушення паразитного зворотного звязку і тим самим до запобігання самозбудження Слід також використовувати позитивний зворотний звязок для збільшення гистерезиса, як показано на рис 639 і 640

При низькому імпедансі джерел вхідних сигналів потрібно включати послідовно з входами компаратора додаткові (розвязують) резистори Резистори обмежують пікові струми і особливо важливі при випадковому підключенні входів до джерела з високою напругою Використання джерела з низьким імпеданс не викликає проблем у тому випадку, якщо його вихідна напруга не перевищує негативна напруга джерела живлення Однак, оскільки при відключенні живлення напруга на відповідних висновках компаратора спадає до нуля, можуть знадобитися додаткові заходи щодо захисту ІВ

Ріє 639 Інвертуючий компаратор з гістерезисом

Ріс640 Неінвертуючий компаратор з гістерезисом

Конденсатори великої ємності (більше 0,1 мкФ), підключення до входів компаратора, знижують імпеданс джерел сигналу, і в такому випадку, як вже було зазначено, потрібно використовувати розвязують резистори При цьому час розряду конденсаторів може істотно перевищувати час спаду живлячих напруг при їх різкому відключенні

Слід уникати переполюсовкі харчування компараторів (як, втім, і будь-яких інших інтегральних мікросхем) Як правило, зворотна напруга більше 1 В через великі значень струму може призвести до розплавлення алюмінієвих зєднувальних доріжок мікросхеми Щоб уникнути цього використовуйте обмежувальні діоди, що витримують пікові струми, які можуть виникати в ланцюгах харчування

Не допускається робота інтегрального компаратора, якщо його загальний висновок знаходиться під напругою, що перевищує напруга живлення Вихідна напруга компаратора (наприклад, 50 В) створює певну різницю потенціалів між вихідним виводом і виведенням напруги живлення Отже, якщо компаратор працює від негативної напруги харчування (рис 637), максимальна вихідна напруга має бути знижене до величини, яка дорівнює або менший напруги живлення негативної полярності

Джерело: Ленк Д, 500 практичних схем на популярних ІС: Пер з англ – М: ДМК Пресс, – 44 с: Ил (Серія «Підручник»)