Компараторами називають електронні пристрої, призначені для порівняння двох або більше електричних величин. Компаратори часто використовують для перетворення аналогового сигналу в цифровий, а також для відновлення форми перекручених цифрових сигналів. Компаратор може використовуватися в якості порогового пристрою, який спрацьовує у випадку, якщо вхідний контрольований сигнал перевищить за величиною сигнал заданий, опорний.

По виду порівнюваних вхідних сигналів компаратори поділяють на дві групи: аналогові; цифрові.

Враховуючи специфіку даної монографії, обмежимося описом аналогових компараторів.

Аналоговий компаратор можна представити як найпростіший однобітний аналого-цифровий перетворювач. Вихідний сигнал такого компаратора представлений, як правило, двома можливими значеннями, відповідними рівням вхідного сигналу більше або менше деякої заданої користувачем величини:

♦ рівнем логічної одиниці;

♦ рівнем логічного нуля.

У зв’язку з цим найважливішими характеристиками компаратора є величина і стабільність рівня (порога) переходу пристрою з одного стабільного стану в інший.

Залежність вихідної напруги компаратора UBbIX від рівня вхідного UBX можна представити як

де UonОпорна напруга (напруга порівняння).

Або, іншими словами,

Компаратори найчастіше використовують в порогових, релейних схемах, пристроях контролю критично значущих величин.

Крім основного призначення компаратори здатні працювати в якості генераторів імпульсів, аналого-цифрових перетворювачах, схемах узгодження логічних рівнів, схемах очищення зашумленних цифрових сигналів і т. д. Менш поширені дво- або більше порогові компаратори, які найбільш часто застосовують у простих індикаторах рівня вхідного сигналу, наприклад, в світлодіодних шкалах.

Компаратори за своїм призначенням або особливостями будови можна поділити на такі групи:

♦ високовольтні;

♦ низьковольтні;

♦ малопотужні компаратори, в тому числі з джерелом опорного напруги, в якості якого може бути використаний ОУ;

♦ підвищеної вихідної потужності, в тому числі із захистом від перевантаження;

♦ високошвидкісні або підвищеної швидкодії;

♦ з відкритому виходом, виходом на КМОП, транзісторнотранзісторной або емітерний-зв’язаної логіки;

♦ з виходом «rail to rail»;

♦ двох- і більш швидкісні з автоматичним переходом на економічний режим роботи;

♦ прецизійні;

♦ многопороговие;

♦ багатоканальні;

♦ з гістерезисом;

♦ стробовані;

♦ з цифро-аналоговим перетворювачем;

♦ програмовані;

♦ інші.

Примітка.

Як правило, помітний виграш по одному з параметрів обумовлює не менше значимий програш по іншому параметру. Так; наприклад, знижене енергоспоживання компаратора досягається за рахунок зниження його швидкодії.

Компаратори зазвичай не містять елементів частотної корекції, мають передавальну характеристику релейного типу і тому не можуть використовуватися в якості лінійних підсилювачів аналогових сигналів, наприклад, в якості ОУ Водночас компаратори широко застосовують для сполучення аналогових і цифрових пристроїв, на їх основі можуть бути створені ефективні підсилювачі D-класу.

Як було показано раніше, в якості компараторів можуть бути використані звичайні операційні підсилювачі, охоплені петлею позитивного зворотного зв’язку. Порок такого рішення – низька навантажувальна здатність подібних пристроїв, оскільки для управління енергоємної навантаженням потрібно застосування підсилювачів потужності.

Спеціалізовані компаратори, орієнтовані, на відміну від операційних підсилювачів, на вирішення вузького кола завдань, відрізняються:

♦ підвищеної навантажувальною здатністю;

♦ швидкодією;

♦ неможливістю роботи в лінійному режимі.

Схеми компараторов – детекторів нуля, що працюють на позитивних або негативних перепадах вхідної напруги, показані на рис. 18.1 і 18.2. Перехідна характеристика UBblx = UBbDC (UBX ) Ідеального компаратора має строго прямокутну форму. Реальна форма цієї характеристики (рис. 18.1 і рис. 18.2), визначається кінцевою швидкістю перехідних процесів, неідеальністю роботи компаратора і його елементів.

Примітка.

Зазначу, що у вкрай вузькому діапазоні вхідних напруг компаратор здатний працювати як підсилювач з вкрай високим коефіцієнтом посилення (порядку 105—106 і більше). Очевидно, що стабільність роботи такого підсилювача невелика, т. К. Становище його робочої точки в істотній мірі залежить від температури навколишнього середовища, стабільності джерел живлять напруг та інших факторів.

При бажанні точку перемикання стану компаратора (поріг спрацьовування) можна змістити в будь-яку сторону відносно нуля.

Приклад компаратора зі східчасто перемиканим – плавно регульованим порогом спрацювання наведено на рис. 18.3.

Поріг перемикання компараторів не є строго фіксованою величиною. Зазвичай напруга перемикання компаратора нестабільно і в процесі роботи хаотично зміщується в ту чи іншу сторону від заданого рівня. Амплітуда таких флуктуацій визначається: властивостями конкретного типу компаратора; його різновиди; якістю виготовлення; температурою навколишнього середовища; зовнішніми впливами.

Примітка.

У цьому зв’язку при побудові прецизійних схем порівняння напруг необхідно передбачати мінімізацію або нейтралізацію власних шумів компаратора.

Неприємною особливістю роботи компараторів є їх робота при рівнях вхідних сигналів поблизу порогу дозволу перемикання. У цьому випадку, якщо вхідний сигнал сильно зашумлен, на виході компаратора з’являється послідовність дельтавидних або голкоподібні апериодических імпульсів, що вносять зазвичай збої в роботу радіоелектронної апаратури.

Для мінімізації паразитного перемикання компаратора в умовах його роботи з зашумленими сигналами іноді застосовують схемотехнічний прийом, що полягає в навмисному спотворенні форми перехідної характеристики. На перехідній характеристиці такого компаратора спостерігається чітко виражений гістерезис.

Рис. 18.4. Схема компаратора з гістерезисом (тригера Шмітта)

На рис. 18.4 і 18.5 показані схеми компараторів з штучно організованими петлями гистерезиса. Ширину петлі гистерезиса AUraCT можна визначити з виражений-

Рис. 18.5. Схема компаратора з регульованою шириною петлі гистерезиса

напруга обмеження компаратора. Напруги перемикання компаратора + U і -U відносно заданого (нульового, рис. 18.4 і 18.5, рівня) можна визначити за

формулою

Компаратор рівнів сигналу по амплітуді дозволяє зіставити величину (рівень) двох сигналів і перемкнути свій вихідний рівень з логічної одиниці на нуль (або навпаки) у випадку, якщо вхідний сигнал перевищить заданий поріг спрацьовування компаратора.

Рис. 78.7. Схема нерегульованого двухпорогового компаратора напруги

Рис. 78.6. Схема двухпорогового компаратора на операційному підсилювачі

Окремою проблемою зіставлення рівнів сигналів є задача дво- або многопорогового розділення сигналів. Варіанти вирішення такого завдання показані на рис. 18.6, 18.7 [18.1]. Залежність вихо дного сигналу від рівня вхідного показана на рис. 18.7.

Поріг перемикання компаратора Όι (Рис. 18.7) встановлюють подачею напруги Uynp. У випадку, якщо на вхід компаратора подається висока негативна напруга, то воно діє тільки на інвертується вхід мікросхеми DA1.

При зниженні рівня вхідної напруги до значення

де UVD1= 0,6-0,7 В (падіння напруги на кремнієвому діоді VD1), на виході ОП встановиться позитивна напруга, рис. 18.7.

При подальшому зростанні рівня вхідної напруги аж до значення U2 вихідна напруга компаратора має рівень логічної одиниці. Однак, при UBx >U2 діод VD1 паче не шунтирует вхід ОП, компаратор знову перемикається, на його виході встановлюється рівень логічного нуля.

Для того, щоб плавно керувати порогом перемикання компаратора, може бути використана схема, рис. 18.8 [18.1]. Потенціометром R3 встановлюють поріг перемикання компаратора. Ширину зони чутливості компаратора регулюють потенціометром R2:

Здвоєний компаратор К1464СА1

Рис. 78.8. Схема регульованого компаратора напруги

[18.2] (аналог LM193, LM293, LM393, LM2903 фірми Philips, SGS-Thomson Microelectronics і NS [18.3]) відрізняється від інших:

♦ малою споживаною потужністю;

♦ можливістю порівнювати сигнали, близькі до нульового рівня.

Рис. 78.9. Склад і цоколевка мікросхеми здвоєного компаратора К1464СА1

Компаратор (рис. 18.9) працює при напрузі живлення 2-36 В (однополярної) і 2 ± (1 -18) В (двуполярное харчування) [18.2, 18.3]. Споживаний струм менше 1 мА при напрузі живлення 5 В і 2,5 мА при 36 В. Вихідний ток – понад 6 мА. Вхідна напруга зміщення не більше 7 мВ при струмі до 0,25 мкА. Вихідні сигнали компаратора сумісні при роботі з ТТЛ, ЕС77, КМОП- логічними елементами.

Примітка.

Зазначу, що перераховані мікросхеми відрізняються лише температурної областю стійкої роботи (температурний діапазон звужується від LM193K LM393).

На наступних малюнках показані приклади практичного використання мікросхеми К1464СА1 (використаний лише один з двох компараторів) [18.2].

пор.н. ^ ^ Пор.В. ‘

Типові схеми инвертирующего і неінвертірующего компараторов на мікросхемі К1464СА1 наведено на рис. 18.10 і рис. 18.11. Значення нижнього і верхнього вхідного порогового напруги U, рис. 18.10, визначається як [18.2]:

Рис. 18.14. Схема спільного використання компараторов LM 193, LM293, LM393, К1464СА1 сТТЛ і КМОП- логічними елементами

Рис. 18.10. Схема инвертирующего компаратора на мікросхемі К1464СА1

Рис. 18.11. Схема неінвертірующего компаратора на мікросхемі К1464СА1

Unop.H Unop в Unop.H Unop.в

Рис. 18.12. Передавальні характеристики компараторов

Рис. 18.13. Компаратор на мікросхемі LM193, LM293, LM393, К1464СА1

При R1 = R2 = R3 Unop H * UniiT /3, UnopB * 2Unm / 3, що приблизно збігається з відповідними рівнями перемикання з одного стійкого стану в інший для КМОП-мікросхем. Передавальні характеристики инвертирующего і неінвертірующего компараторов показані на рис. 18.12.

Типова схема використання мікросхем LM193, LM293, LM393, К1464СА1 в якості компаратора показана на рис. 18.13 [18.3].

На рис. 18.14 показані типові схеми використання компараторов з мікросхемами ТТЛ і КМОП-серій.

На рис. 18.15 показана схема виділення проходження сигналу через нуль: при кожному проходженні вхідного напруги через нуль детектор виробляє короткий імпульс

[18.2]. У пристрої також використаний інвертується компаратор напруги з гістерезисом. Діод VD1 захищає вхідні кола компаратора при появі на вході мінусових напівперіодів сигналу. Напруга живлення пристрою 5 В.

На рис. 18.16 і рис. 18.17 показані приклади використання компараторов в якості НЧ підсилювачів з малою (рис. 18.16) і підвищеної (рис. 18.17) здатністю навантаження [18.3]. Коефіцієнт передачі підсилювачів визначається співвідношенням резистивних елементів R3 / R2 і дорівнює 100.

Рис. 18.18. Схема преобразователя- індикатора магнітного поля на компараторе LM393

Рис. 18.17. Схема НЧ підсилювача на компараторе LM393 з підвищеною здатністю навантаження

Рис. 18.16. Схема НЧ підсилювача на компараторе LM393

Рис. 78.75. Схема детектора «нуля».

На основі компараторов серії LM193, LM293, LM393, К1464СА1 може бути виготовлений преобразователь- індикатор магнітного поля, що використовує як датчика котушку індуктивності L1, рис. 18.18 [18.3].

Перетворювачі амплітуди вхідного сигналу в ширину вихідного використовують у вимірювальній техніці, імпульсних блоках харчування, цифрових підсилювачах.

На рис. 18.19,18.20 наведені схеми перетворювачів амплітуди в ширину імпульсу [18.4]. Перетворювачі виконані на основі компараторов DA1 – К554САЗ. Напруга на входах компаратора приблизно дорівнює половині напруги живлення (задається резистивним дільником R1 / R2) і різниться на величину напруги, що падає на відкритому переході діода VD1. Вхідний опір перетворювача одно Rl (R2) / 2 або 25 кОм.

При подачі на вхід синусоїдального сигналу або сигналу пилкоподібної, трикутної форми і збільшенні амплітуди, починаючи з деякого граничного значення, на виході пристрою формуються прямокутні імпульси, ширина яких залежить від амплітуди вхідного сигналу. Схеми не вимагають настройки. Смуга робочих частот (область низьких частот) визначається ємністю конденсаторів С1 і С2.

Пристрою (рис. 18.19,

Рис. 18.79. Схема перетворювача амплітуди вхідного сигналу в ширину вихідного на компараторе К554САЗ

18.20) відрізняються способом підключення входів компаратора і, відповідно,

«Полярністю» вихідних сигналів. Частотна залежність порогового напруги початку роботи перетворювачів при використанні Si і Ge-діодів VD1 показана на рис. 18.21.

Для Ge-діодів (Д9Г) порогове напруга в смузі частот 5-200 кГц становить 80-90 мВ, для Si (КД503А) – 250-270 мВ. Максимальна амплітуда вхідного сигналу – 2-2,5 В. При зменшенні номіналів резисторів R1 і R2 чутливість пристрою зростає за рахунок зниження прямої напруги на діоді VD1, одночасно знижується і вхідний опір.

Перетворювач напруги в частоту, схема якого представлена ​​на рис. 18.22, дозволяє при зміні вхідної напруги від 0 до 5 В отримати на виході лінійне збільшення частоти від Про до 21 кГц (коефіцієнт перетворення 4,2 кГц / В з нелінійністю не більше 3%) [18.5].

Таймер на мікросхемі DA1 КР1006ВІ1 включений за схемою мультивібратора, времязадающій резистор якого замінений генератором струму на операційному підсилювачі DA1 741 (К140УД7).

Рис. 18.23. Схема прецизійного перетворювача напруга-частота

Для отримання високої лінійності перетворення відхилення опір резисторів від номіналу не повинно перевищувати 0,5%.

Крім основного призначення – посилення сигналів, мікросхема К1464УД1 може бути використана і в пристроях іншого призначення, наприклад, для перетворення напруги вхідного сигналу в частоту вихідного.

Перетворювач напруга-частота (рис. 18.23) містить керований генератор з інтегратора на ОП DA1.1 і компаратора з гістерезисом на ОУ DA1.2 [18.6]. На виході інтегратора формується лінійно змінюється в часі напруга, швидкість наростання якого залежить від рівня вхідної напруги UBX, А напрям зміни – від стану виходу компаратора DA1.2.

На виході перетворювача формується послідовність імпульсів прямокутної форми, частота яких прямо пропорційно залежить від рівня вхідної напруги (0-3,5 В).

На основі ОУ КР140УД1208, який працює в діапазоні живлячих напруг ± 1,5 … ± 18 В при коефіцієнті посилення до 200000, може бути зібрано безліч конструкцій, у тому числі пристроїв порівняння, частина з яких представлена ​​на рис. 18.24-18.26 [18.7].

Примітка.

Мікросхема вигідно відрізняється тим, що має захист від короткого замикання в ланцюзі навантаження.

Рис. 18.24. Схема індикатора розрядки батареї на мікросхемі КР140УД1208

Індикатор розрядки батареї, рис. 18.24, містить вузол порівняння поточного значення контрольованого напруги з деяким зразковим значенням. Для формування зразкового

напруги використаний вузол, виконаний на транзисторі VT1. При досягненні критичного рівня напруги, що встановлюється за допомогою потенціометра R9, включається генератор звукових сигналів, виконаний на мікросхемі DA1. В якості випромінювача звуку використаний пьезокерамический випромінювач BF1 (ЗП-З).

Рис. 18.25. Спрощений варіант індикатора розрядки батарей з візуальною індикацією

Ємність конденсатора С1 підбирають по максимальній гучності звучання пьезокерамического випромінювача (настройка на його резонансну частоту).

Спрощений варіант індикатора зі світлодіодною індикацією показаний на рис. 18.25. Поріг спрацьовування (6,5 В) підбирають регулюванням потенціометра R2. Струм «мовчання» індикаторів – 0,1 мА, індикації – 1 мА.

Індикатор електричного поля, схема якого представлена ​​на рис. 18.26, призначений для дистанційного безконтактного контролю рівня електричного поля при наближенні обслуговуючого персоналу до токонесущим конструкціям високої напруги.

В якості антени, визначальною чутливість пристрою, використана пластинка з фольгованого склотекстоліти 55×33 мм, захована в корпусі. Прилад спрацьовує при наближенні антени до проводки під напругою 220 В на відстань не менше 50 см.

Раду.

Послідовно з світлодіодом HL1 і капсулем BF1 корисно включити струмообмежуючі резистор опором до 300 Ом.

Рис. 18.26. Схема аудіовізуального індикатора електричного поля на мікросхемі КР140УД1208

На основі компаратора DA1 КР554САЗБ може бути зібрана схема фото- або термочутливого реле, рис. 18.27 [18.8]. У першій з схем

(Ліворуч) в якості світлочутливого елемента використаний фотодіод VD1 КФДМ (або іншої), що входить до складу збалансованого резистивного моста. Балансування моста здійснюють регулюванням потенциометра R2. До діагоналі моста підключені входи компаратора DA1. Схема відрегульована таким чином, щоб при зміні рівня світлового потоку, падаючого на приймальний майданчик фотоприймача, відбувалося перемикання компаратора.

Примітка.

Якщо перед світлочутливим елементом встановити світлофільтр, можна створити прилад, чутливий до випромінювання в певній області спектра. Якщо використовувати поляризаційний світлофільтр, прилад буде реагувати тільки на світловий потік відповідної поляризації. Такі пристрої можна використовувати, наприклад, для автоматичного відкривання дверей воріт або гаража, коли до них під’їжджає автомобіль господаря. Для підвищення надійності спрацьовування реле можна скористатися схемою збіги, таким чином, реле буде спрацьовувати, якщо властивості сигналу-ключа будуть відповідати, щонайменше, двох ключових ознаками.

Як навантаження в реле [18.8] використано оптоелектронні реле 5П19.10ТМА-3-6, комутуюче лампу розжарювання, або іншу іншу навантаження.

Рис. 18.27. Схема фото- або термочутливого реле на компараторе КР554САЗБ

Раду.

Замість оптоелектронного можна використовувати і звичайне електромагнітне реле з струмом спрацьовування до 50 мА, обмотку якого з метою захисту вихідного транзистора компаратора слід захистити паралельно підключеним діодом або електролітичним конденсатором.

Світлодіод HL1 призначений для візуального контролю моменту спрацьовування компаратора.

При бажанні фото- чутливе реле (рис. 18.27, ліворуч) легко перетворювати в термочутливим (рис. 18.27, справа). В якості термочутливого елемента можна використовувати звичайний кремнієвий діод VD1, наприклад, КД103А>

КД102А та ін. Для зниження інерційності контролю в якості датчика слід вибирати діод з мінімальною масою.

Кілька модифікувавши схему (рис. 18.27), можна отримати реле часу для використання освітлення під’їздів та сходових кліток, рис. 18.28 [18.8].

При короткочасному натисканні на будь-яку з паралельно встановлених на кожному поверсі кнопок SB1-SBn короткочасно (на час, обумовлений твором R1C2), приблизно на 60 с, включиться лампа розжарювання. Конденсатор С2 повинен мати малий струм витоку.

Пороговий індикатор перевищення заданого рівня температури, схема якого представлена ​​на рис. 18.29 [18.9], може бути використаний для автоматичного регулювання теплового режиму теплиць, інкубаторів, нагрівальних вузлів, систем сигналізації і т. д.

У пристрої використано компаратор DA1, навантажений на світлодіодний випромінювач HL1. Харчування індикатора стабілізовано. Як датчик температури використаний терморезистор R3 (чи інший датчик). Робоча точка (температура спрацьовування) задається регулюванням потенціометра R4. Схему легко налаштувати на включення або відключення навантаження (індикатора), помінявши його входи місцями. Як датчик можна використовувати, при необхідності, елементи, чутливі до зміни освітленості (фоторезистори), електричного поля (польові транзистори) і т. д.

Генератор на основі инвертирующего компаратора напруги з гістерезисом на мікросхемі К1464СА1, рис. 18.30,

виробляє короткі імпульси прямокутної форми частотою 16 кГц [18.2]. Тривалість імпульсу дорівнює 0,7R4C1, паузи – 0,7R1C1, отже, період імпульсів дорівнює 0,7C1 (R4 + R1), а частота – 1,44 / Cl (R4 + R1).

Рис. 18.31. Схема удвоителя частоти на основі компараторе

Рис. 18.30. Схема генератора прямокутних імпульсів на компараторе

Порогове пристрій-компаратор може бути використане як широкодіапазонного (в певних межах) удвоителя частоти сигналів, рис. 18.31 [18.10]. Робота пристрою заснована на запам’ятовуванні рівня сигналів на тому чи іншому вході компаратора і наступному динамічному зіставленні їх рівня в ході перехідних процесів при заряді / раз- ряді конденсаторів.

У підсумку на виході пристрою формується послідовність імпульсів з подвоєною по відношенню до вхідного сигналу частотою, рис. 18.32. Вхідний сигнал має частоту 500-1000 Гц при амплітуді до 10 В.

Для інших частот потрібно підбір RC-елементів вхідних ланцюгів.

Рис. 18.32. Вхідні і вихідні сигнали удвоителя частоти на основі компараторе

Рис. 18.33. Схема пристрої захисту від перенапруги

Простий пристрій (рис. 18.33) призначено для захисту радіоелектронного обладнання від неприпустимих перепадів напруги [18.11]. При зниженні напруги на вході пристрою нижче деякого заданого за допомогою потенціометра R4 рівня спрацює реле, відключивши / подклю- чив своїми контактами навантаження, елемент захисту або стабілізації і т. п.

В якості стабілітрон VD1 можна використовувати стабілітрон на напругу 3,3-5,1 В. Величина опору R1 обчислюється виходячи з того, щоб напруга на вхідному резистивном дільнику R1-R2 приблизно відповідало напрузі на його движку, встановленому посередині (т. е. приблизно 2,4 В для стабілітрона КС147). Розрахувати

U, -U,

величину цього опору можна з виразу: Rl = — R2,

де Uj – вхідна напруга спрацювання пристрою, U2 – Напруга, приблизно рівне 2,4 В для стабілітрона КС147. Так, для 1 ^ = 100 В Rl = 407 (390) кОм.

Напруга живлення пристрою може бути вибрано в межах 9-24 В. Слід лише враховувати, щоб реле надійно і без гістерезису перемикалася, а елементи схеми працювали без перевантажень. На практиці пристрій можна використовувати для автоматичного запису телефонних розмов. У цьому випадку паралельно резистору R2 рекомендується підключити електролітичний конденсатор ємністю не менше 100 мкФ.

Схема включення компаратора, рис. 18.34 [18.3], дозволяє за рахунок наявності в його вхідних ланцюгах RC-елементів відфільтровувати високочастотні (R2C1) і низькочастотні (R1C2) наведення на корисний сигнал.

Порогове пристрій для стеження за температурним режимом, рис. 18.35, виконано на мікросхемі LM393 [18.12]. Як датчик температури використаний терморезистор R2, який має негативний температурний коефіцієнт. Для вимірювань використовується традиційна бруківка резистивная схема.

Для порівнянь рівнів напруги на діагоналі моста використаний компаратор. Поріг спрацьовування компаратора плавно регулюють потенціометром R4. Для звукової індикації використовують зумер BF1 з пятівольтового харчуванням (або замінюючий його мультивибратор з телефонним капсулем в ланцюзі навантаження).

Рекомендовані рівні напря

жений: 4,9 В – на виводі 5 мікросхеми; 2,9 В – на виведення 6.

Паралельно шинам харчування включають електролітичний (470 мкФ) і керамічний (0,1 мкФ) конденсатори.

З використанням лінійки однотипних компараторов (рис. 18.36) можна отримати пристрій світлодіодної індикації рівня вхідного сигналу, наприклад, радіоприймача, аудіоплеєра [18.13]. Сітка опорних напруг утворюється на резистивном дільнику R1-R9, утвореному однономінальнимі резисторами. Вхідна напруга надходить на неінвертуючий входи всіх компараторів одночасно.

У міру підвищення рівня вхідної напруги по черзі будуть висвітлюватися світлодіоди знизу вгору (за схемою), візуально відповідно до рівня вхідного сигналу буде переміщатися вгору-вниз або вліво-вправо світиться точка, динамічно що показує рівень сигналу на вході пристрою.

Чутливість індикатора можна варіювати, підбираючи співвідношення номіналів вхідного резистивного подільника R10 / R11.

Вхід пристрою можна підключити до движку потенціометра вузла електронної настройки радіоприймача. У цьому випадку світлодіодна шкала буде индицировать частоту прийому, що особливо зручно при експлуатації радіоприймача або передавача в темний час доби.

Використовуючи викладений вище принцип почергового управління навантаженнями при зміні рівня вхідного керуючого напруги, можна вирішити завдання многокомандного управління навантаженнями по двухпроводной лінії, рис. 18.37 [18.14]. Для цього використаний виносний пульт-дільник напруги, що дає при натисканні на кнопки S1-S8 сітку опорних керуючих напруг.

Для дешифрування і перетворення рівнів напруги, що надходять по двухпроводной лінії, використана лінійка з восьми однотипних компараторов. Виходи компараторів через струмообмежуючі резистори R20-R27 з’єднані з входами КМОП-інверторів, в якості яких можуть бути використані елементи КМОП-мікросхем серії К561у К564у наприклад, К561ЛН1У К561ЛН2 і їм подібні (К564ЛЕ5, К561ЛА7 з паралельно включеними входами за схемою інвертора). Діодні ланцюжка, виконані на германієвих діодах, призначені для виконання умови установки нульового рівня сигналу на виході задіяного каналу керування.

Як випливає з аналізу схеми багатоканального управління навантажень, пристрій надлишково ускладнено. Наприклад, за рахунок використання всього однієї спеціалізованої полікомпараторной мікросхеми – амплитудного мультиплексора UAA180 (К1003ПП1) ця ж задача може бути вирішена в розширеному варіанті: двопровідне управління 12-ю навантаженнями при струмі навантаження до 10 мА [18.15-18.17].

Рис. 1837. Схема двухпроводного восьмікомандного управління по двох проводах

Рис. 1838. Схема многокомандного управління навантаженнями по двухпроводной лінії

Полікомпараторное пристрій многокомандного управління навантаженнями по двухпроводной лінії [18.15] представлено на рис. 18.38.

Воно виконане на основі спеціалізованої мікросхеми UAA180 (К1003ПП1), призначеної для 12-ти ступеневого дискретного перетворення рівня аналогового сигналу на керуючому вході в номер комутованого каналу індикації. При розмиканні одного з ключів S1-S12 на керуючому вході мікросхеми DA1 формується сигнал з напругою по сітці 0-0,5-1,0- … 5,5 В (всього 12 рівнів). Відповідно величині керуючого сигналу до шини живлення підключається одна з 12-и навантажень, варіанти виконання яких А і В представлені на рис. 18.38.

Якщо в якості навантаження включити резистор опором близько 1 кОм і більше, з цього опору можна знімати логічний сигнал з рівнем 1/0 для управління цифровими логічними КМОП- пристроями.

Для формування сітки напруг необхідний підбір номіналів резистивного подільника R1-R11. Простіше за все підібрати ці резистори можна шляхом заміни кожного з резисторів потенціометром, регулюванням якого при натисканні на одну з кнопок S1-S11 слід домогтися спрацьовування необхідного каналу індикації. Далі потенціометр можна замінити звичайним резистором (або їх набором) відповідного номіналу.

Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с.