Comparatoarele de semnale pe bază de AO

Pentru identificarea momentului de egalitate dintre 2 semnale se utilizeaza schema ce contine AO in regim de comparare in care se poate de folosit atit o intrare a AO, cit si ambele. Ochiurile OOS de obicei nu se scurtcircuiteaza. Daca in schema comparatorului AO strabatut de o reactie pozitiva slaba, atunci caracteristica de transfer a comparatorului detine proprietati de histereza.

Comparatorul de semnale cu o singura intrare (fig. 4.36 a) este destinat pentru compararea tensiunilor de intrare de polaritate diferita, in momentul egalitatii lor a valorii absolute a tensiunii de intrare a comparatorului Uin se comuteaza in alta stare limita. Procesele ce se produc in aceasta schema sunt reprezentate in fig. 4.36, b. Pina la momentul de timp t tensiunea Uc esta mai mica dupa modul, decit tensiunea de referinta Ur, deaceea ultima identifica starea de iesire. In acest caz Ur>0, deaceea Uies≈-Ucc. Dupa atingerea a tensiunii de intrare Uin a valorii de trecere -Ur(R1/R2), tensiunea de iesire este identificata de semnalul de intrare Uin, la aceasta tensiune Uies devine egala cu +Ucc. In momentul egalitatii exacte Uin=Ur(R1/R2), amplificatorul comparatorului se afla intr-un regim liniar neechilibrat. Comutarea starii de iesire se produce cu o anumita intirziere Δt, care se identifica a fi timpul de reincarcare a capacitatii parasite din schema AO.

Inclinarea caracteristicii liniare de trecere se identifica ca coeficientul de amplificare a AO si viteza lui de comutare ρ. Pentru a mari viteza de comutare, AO in schemele comparatoarelor se folosesc fara OOS. Comparatorul cu o singura intrare are rezistenta de iesire limitata, permite de comparat semnale mari dupa amplitudine fara sa apara erori de sinfaza ce alcatuiesc ΔUsinf. Amplitudinea semnalelor intre intrarile AO nu trebuie sa intreaca nivelul permis pentru semnalele de intrare diferentiale, pe cind preciziade comparare a semnalelor e mai mare cu cit amplitudinea e mai mare. In lant intrarea neinvertata si pamintul trebuie de legat printr-un resistor de balansare Rbal=R1|| R2.

Comparatorul cu intrare dubla, schema caruia e e prezentata in fig. 4.36, c, permite de comparat semnalele de aceeasi polaritate.

Nivelul acestor semnale trebuie sa se afle la limita permisa pentru acest AO a tensiunii de intrare de sinfaza Usinf. Cind semnalele date la diferite intrari se egaleaza intre ele, semnalul de iesire al comparatorului trebuie sa fie egal cu 0. Procesele din aceasta schema sunt prezentate in fig. 4.36,d.

Schemele principiale a comparatoarelor cu 2 intrari montate informa de AO de tipul A709 si LM101, sunt prezentate in fig. 4.36 e. In schema pe baza de AO de tip A709 amplitudinea semnalului ce apare la iesire e limitata de diodele VD1 si VD2, deaceea semnalul de la comparator poate fi dat la intrarile CI digitale de nivel mic(fig. 4.36, f). Pentru aceasta schema a lantului de iesire se poate de schimbat pentru comparatorul cu o singura intrare. Pentru aceasta schema a comparatorului diferenta minimala a semnalelor de intrare Uin-Ur, la care va fi atinsa trecerea de functionare a CI digital (Utr≈2V, la Ko=40000), alcatuiesc

|Uin-Ur|min=Utr/Ko=0,05mV.

Pentru AO in 2 cascade LM101 analogice, amplitudinea semnalului de iesire este limitat cu ajutorul diodei Zener, conectat la a 2 cascada de amplificare. In schema reala valoarea calculata a trecerii de functionare a comparatorului e necesar de adaugat erori, ce apar din cauza curentilor de intrare din AO, tensiunea nula si semnalul sinfazat in componenta. Ultima e deosebit de mare pentru comparatorul cu 2 intrari, care identifica momentul de egalitate dintre 2 semnale de aceeasi polaritate de nivel mare. Timpul de majorare a semnalului de iesire al comparatorului, montat in AO standart pina la nivelul de +4V la majorarea Uin-Ur=10mV alcatuieste aproximativ 0,5 microsecunde, timpul de retinere al semnalului de iesire 3..5 microsecunde.

Comparatorul de regenerare (fig 4.37, a)- este schema cu reactie pozitiva. Daca tensiunea de referinta la intrarea ei lipseste(Ur=0), atunci comparatorul functioneaza dupa trecerea proprie si reprezinta triggerul Schmit. Nivelul acestei treceri este nivelul maxim al semnalului de iesire Uies max si cu coeficientul reactiei positive: