Разработка схемы компаратора с гистерезисной характеристикой для сравнения однополярных сигналов

Вариант 6-2-7.

Напряжение верхней точки срабатывания , В 3,6

Напряжение нижней точки срабатывания , В 2,7

Масимальное выходное напряжение , В 12

Температура окружающей среды , °С ±40

Суммарное сопротивление , кОм 10

Микросхема К1118ПА3

В соответствии с данными параметрами ставится задача расчета элементов для схемы компаратора с гистерезисной характеристикой.

Гистерезисными называют схемы сравнения, у которых передаточная характеристика неоднозначна. Наличие гистерезиса обеспечивается положительной обратной связью, охватывающей компаратор, с коэффициентом передачи . Такой компаратор представлен на рис. 1.

Рис. 1. Схема подключения компаратора с гистерезисом для сравнения однополярных сигналов.

АПХ этого компаратора представлена на рис. 2.

Рис. 2. АПХ компаратора с гистерезисом.

Отличие такого компаратора от однопорогового хорошо видно по временным диаграммам, представленным на рис. 3. На этих диаграммах видно, что при наложении на входной сигнал шумов, у однопорогового компаратора происходит много «лишних» переключений. Компаратор с гистерезисом исключает эти переключения, благодаря тому, что он увеличивает пороговое напряжение, когда входной сигнал меняется от меньшего значения к большему, и уменьшает его, когда входной сигнал изменяется от большего значения к меньшему.

Рис. 3. Временные диагрммы иллюстрирующие работу однопорогового компаратора (б) и компаратора с гистерезисом (в).

Расчет схемы

Выполнение расчетов будет основано на принципиальной схеме, представленной на рис. 1.

Выберем компаратор К521СА3. Для его питания необходимы источники напряжения +12 В и -6 В.

Номинал резистора равен эквивалентному сопротивлению:

. (1)

Полярности напряжений и должны совпадать с полярностью . Согласно условию опорное напряжение находится по формуле (2):

(2)

Коэффициент передачи цепи ПОС определяется из условия (3):

(3)

Откуда .(4)

Опорное напряжение в нашей схеме задано дополнительным делителем напряжения,подключенным к источнику питания компаратора, значит

(5)

Для определения номиналов оставшихся резисторов дополним уравнение (5) еще двумя, полученными из условий обеспечения заданного значения и минимизации погрешности работы компаратора, обусловленной его неидеальностью.

(6)

Решая систему уравнений (6) находим

(7)

Выражая из (7) неизвестные номиналы, получаем:

(8)

Из третьего уравнения системы (6) найдем :

(9)

Возьмём из стандартных рядов номиналы, наиболее близкие к рассчитанным:

Другие стьтьи в тему

Разработка рекомендаций по применению систем функционального дополнения спутниковой навигации
Традиционные средства навигации не достаточно точно обеспечивают требуемую надежность и точность, недостаточно автоматизированы и не могут устранить влияние человеческого фактора. Основным навигационным средством будущего станут глобальные спутниковые системы навигации (Global Naviga ...

Расчет радиоприемника СВ диапазона
Тема моего курсового проекта расчёт радиоприёмника СВ диапазона. Радиоприёмник предназначен для приёма диапазона СВ и дальнейшего воспроизведения. Место установки радиоприёмника - стационарное. Курсовой проект является завершающим этапом изучения дисциплины “Радиоэлектронные ус ...