Тригери на Шмит


Категория на документа: Други


Примери на аналогови СМОS ключове.

В интегралните схеми най често се включват четири аналогави ключа, които са взаимно независими. Блоковата схема и принципното разположение на ключовете в интегралната схема е показано на фиг.7.

фиг.7

Такава структура има SN74CBT3126. В него се използва СВТ (common-base transistor) интегрална технология. Ключовете се изпълняват само с един N канален CMOS транзистор. Включването на транзисторите се извършва като напрежението UGS надвиши UGSp ≈1V, а изключването- при UGS =0. Изходното напрежение на ключа се ограничава от напрежението UDD-1, т.е при UDD=5V U0max =4V. На фиг.8 са показани предавателната характеристика uo(ui) на N канални CMOS ключ и зависимостта на съпротивлението rDSвкл от входното напрежение.

фиг.8

При ui =0 rDSвкл =7Ω, а при ui=1.4V rDSвкл = 15Ω за UDD=3V. Основно предимство на CMOS ключовете, изпълнени по CBT технология, е малкото време на закъснение на изходния сигнал спрямо входния - около 250 ps.

3. Компаратори и тригери на Шмит

Компараторите на напрежение са функционални устройства, които заемат междинно положение между аналоговите и цифровите схеми и могат да се разглеждат като елементарни, аналогово-цифрови преобразуватели. Те сравняват входното напрежение на едно или две прагови напрежения и формират изходен логически сигнал 1 или 0 в зависимост от знака на сравнените сигнали. Това сравнение може да се реализира с ОУ или от специално разработена интегрална схема на компаратор. Основните различия между ОУ и компаратора се заключават в това, че докато ОУ работи с малки входни сигнали в линеен режим с включване на ООВ, компараторът работи в нелинеен режим без ООВ, поради което линейността между входното и изходното устройство не е от значение.От съществено значение за компараторите са малките времена на превключване и получаването на изходни сигнали, които са съвместими с цифровите сигнали. За тази цел се проектират специализирани компаратори, които се характеризират с голямо бързодействие и съвместимост с повечето цифрови схеми.

Параметри на компараторите

До голяма степен параметрите на компараторите съвпадат с основните параметри на ОУ, тъй като и двете схеми могат да се разглеждат като разновидности на постояннотоковите усилватели на напрежение. Независимо от това се характеризират и с някои специфични параметри, най-съществените от които са чувствителност, бързодействие и товарна способност. Под чувствителност или разрешаваща способност се разбира разликата на входните аналогови сигнали, при които компараторът изработва изходен сигнал, съществуващ на прехода на схемата от едно логическо състояние в друго.

фиг.1

На фиг.1 е показана зависимостта Uизх=f(Uвх) на идеален и реален компаратор. При идеалния компаратор, изходният активен логически сигнал се получава в момента на изравняване на сравнените напрежения, т.е когато Uвх=Uпр.

Разрешаващата способност на реалния компаратор ΔUk определя точността на работа на компаратора без отчитане на влиянието на други източници на грешка. Такива източници могат да бъдат измененията на температурата, дрейф на входните токове, стареене и др.

Бързодействието на компаратора се определя с интервала от време, отчетен от момента на подаване на скокообразно напрежение на входа, до момента на достигане на изходния сигнал в стойност съответстваща на логическите нива 1 или 0.

Различават се две времена на превключване: време на включване t01 и време на изключване t02, закъснение при включване t31 и закъснение при изключване t32. При съвременните интегрални схеми тези времена са от порядъка на наносекунди. Това е дадено на фиг 2.

фиг 2

Товарната способност N определя максималния брой на схемите, които могат едновременно да се включват към изхода на компаратора.

Видове компаратори

В зависимост от броя на праговите напрежения, компараторите биват еднопрагови и двупрагови. При еднопраговите компаратори, изходното напрежение взима стойност логическа единица и логическа нула в зависимост от това дали входното напрежение превишава или не една прагова стойност Uпр, т.е

Uизх=U1изх за Uвх≥Uпр и U0изх за Uвх
фиг.3 фиг.4

Най-простата схема на еднопрагов компаратор е показана на фиг.3.
На единият вход се подава опорното напрежение Uоп, което определя прага на сработване, а на другия вход- Uвх. Всеки път когато двете напрежения се изравнят, изходното напрежение се променя със скок. Очевидно е че, двете напрежения трябва да са с една и съща полярност. В показаната на фиг.4 схема е възможно сравняването на напрежения с противоположна посока. Компараторът сработва всеки път когато потенциалът на инвертиращия му вход става равен на нула т.е когато двата тока iR1 и iR2 се изразявят:
iR1+iR2=0, т.e. (2)

от където за праговото напрежение се получава

(3)
Често върху входните сигнали се наслагват паразитни сигнали. При бавна промяна на входния сигнал, близка до прага на сработване, тези паразитни сигнали могат да доведат до многократно превключване на компаратора. Този недостатък може да се отстрани чрез въвеждането на допълнителна положителна обратна връзка, осъществена чрез включване на резисторите R1 и R2 между изхода и неинвертиращия вход на операционния усилател (фиг.5).




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Тригери на Шмит 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.