Управляемые оконные компараторы

Texas Instruments LM339-N CD4066B CD4070B

Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2019

Михаил Шустов, г. Томск

Приведены схемы аналогового и цифрового оконных компараторов с регулируемым положением окна и его ширины.

Оконные компараторы позволяют разделить входной сигнал произвольной формы по меньшей мере на сигналы низкого, среднего (оконного) и высокого уровней, что позволяет затем использовать эти сигналы для решения задач регулирования, автоподстройки, мониторинга источников питания, контроля уровня входных сигналов, выделения данных или их раздельной передачи и т.п.

На Рисунке 1 приведена схема аналогового оконного компаратора с возможностью управления положением окна по шкале напряжений и регулировки ширины этого окна. Устройство выполнено на основе двух аналоговых компараторов DA1.1 и DA1.2 микросхемы LM339. Начальное смещение (положение окна) задается регулировкой потенциометра R11, а ширина окна от нуля и выше – подстроечным резистором R3. На входы сравнения компараторов через резистивный делитель напряжения R13, R14 подается напряжение Е/2, где Е – напряжение питания устройства.

Схема аналогового оконного компаратора с регулируемым положением окна и его ширины, имеющего аналоговые и цифровые выходы.
Рисунок 1. Схема аналогового оконного компаратора с регулируемым положением окна и его ширины,
имеющего аналоговые и цифровые выходы.

При подаче на вход оконного компаратора сигнала произвольной формы положительной полярности напряжением до 10 В происходит сравнение уровней напряжений на его входах и переключение состояний компараторов с формированием на их выходах цифровых сигналов уровня логических единиц. Каскад на транзисторе VT1 BC547 предназначен для формирования сигнала логической единицы, отвечающего положению окна компаратора.

Особенностью компаратора является то, что с повышением положения начала окна его ширина уменьшается.

Устройство имеет цифровые (a, b, c) и аналоговые (A, B, C) выходы: a и A – положение низкого уровня; b и B – окна; с и С – высокого уровня.

Динамика электрических процессов в различных точках аналогового оконного компаратора при подаче на его вход линейно нарастающего напряжения.
Рисунок 2. Динамика электрических процессов в различных точках
аналогового оконного компаратора при подаче на его вход
линейно нарастающего напряжения.

На Рисунке 2 показаны диаграммы процессов, наблюдаемых на входе и цифровых выходах оконного компаратора, а на Рисунке 3 – диаграммы входных и выходных сигналов на его аналоговых выходах.

Динамика электрических процессов в различных точках аналогового оконного компаратора при подаче на его вход аналогового сигнала произвольной формы положительной полярности.
Рисунок 3. Динамика электрических процессов в различных точках
аналогового оконного компаратора при подаче на его вход
аналогового сигнала произвольной формы положительной
полярности.

На Рисунке 4 приведена схема управляемого оконного компаратора, выполненного на цифровой микросхеме DD1 CD4070BD. Принцип его действия тот же, что и у ранее описанного устройства. Максимально возможную ширину окна можно ступенчато регулировать включением дополнительных диодов в цепочке VD1–VDn и плавно – подстроечным резистором R3. Компаратор имеет только цифровые выходы, хотя ничто не мешает расширить его возможности дополнением аналоговых каналов так, как это сделано в аналоговом компараторе, приведенном на Рисунке 1.

Схема цифрового оконного компаратора с регулируемым положением окна и его ширины.
Рисунок 4. Схема цифрового оконного компаратора с регулируемым положением
окна и его ширины.

Динамика электрических процессов во входных и выходных цепях цифрового оконного компаратора при подаче на его вход сигнала треугольной формы показана на Рисунке 5.

Динамика электрических процессов в различных точках цифрового оконного компаратора при подаче на его вход сигнала треугольной формы.
Рисунок 5. Динамика электрических процессов в различных
точках цифрового оконного компаратора при
подаче на его вход сигнала треугольной формы.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments LM339-N
  2. Datasheet Texas Instruments CD4066B
  3. Datasheet Texas Instruments CD4070B

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

LM339-N Купить ЦенаКупить LM339-N на РадиоЛоцман.Цены — от 0,02 до 71,82
51 предложений от 27 поставщиков
Оптроны / Микросхемы импортные / LM - TL Серия, , , DIP14,
Триема
Россия
LM339N
STMicroelectronics
0,02 ₽
Контест
Россия
LM339N
STMicroelectronics
2,96 ₽
Варта
Россия
LM339N
STMicroelectronics
8,11 ₽
Кремний
Россия и страны СНГ
LM339N D/C01
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя