Основными параметрами компараторов являются: чувствительность Uвх min (точность с которой компаратор может различать входной и опорный сигналы), быстродействие tздр (скорость отклика, определяемая задержкой срабатывания и временем нарастания сигнала), нагрузочная способность (способность компаратора управлять определенным числом входов цифровых микросхем).
Компараторы выпускаются в виде ИМС обладающих различными параметрами. Наиболее отвечающий представляемым требованиям является компаратор К554СА3. Это универсальный компаратор, который может работать от любых источников питания, включая однополярные +5 или –30В. Схема компаратора представлена на рис.2.4.1.
 |
Рис. 2.4.1. Компаратор К554СА3
Компаратор имеет два выхода: открытый коллектор (выход 9) и эмиттерный (выход 2). Из-за этих особенностей он пригоден для обслуживания любых цифровых микросхем умеренного быстродействия (tздр=200нС), обладает высокой чувствительностью и входным сопротивлением, потребляет незначительную мощность.
Компараторы во всех шести каналах работают в одинаковых условиях и имеют одинаковые номиналы элементов принципиальной схемы.
В результате синтеза компаратора был обоснован компаратор К554СА3. Это универсальный компаратор, который может работать от любых источников питания и пригоден для обслуживания практически любых цифровых микросхем.
Принципиальная схема компаратора для логики ТТЛ представлена на рис.2.4.2.а.[1].
 |
Рисунок 2.4.2. Принципиальная схема компаратора на ИМС К554СА3 а), эпюра напряжение, поясняющая работу компаратора б).
Параметры компаратора следующие: UСМ=3 мB; IВХ=0,1 мкА; DIВХ=0,01 мкА; КуU=150´103; IПОТ=6мА; UПИТ=±15 В; tЗДР=200 нс.
Сопротивление R3=2 кОм совместно с источником +5 В определяет уровень работы ТТЛ микросхем [2].
Сопротивление делителя R1 и R2 создают уровень заданного напряжения срабатывания компаратора 1,04 В. По аналогии с расчетом делителя для нормирующего усилителя (см. формулу (2.9)), определяем R2 задаваясь сопротивлением R1=10 кОм и напряжением питания 15 В.
кОм
На выходе компаратора формируются сигналы высокого логического уровня, если напряжение на входе выше опорного напряжения UОП, и низкого логического уровня, если UВХ меньше UОП. Поясняющий рисунок работы компаратора представлен на рис.2.4.2.б).
Цифровая логическая схема функционирует в соответствии с логической функцией заданной в таблице 2.1. В соответствии с техническим заданием используем для синтеза схемы метод Вейча-Карно.
Диаграмма Карно представляет собой табличное задание с переключательной функции, которое позволяет непосредственно по таблице производить минимизацию [6]. Минимизация с помощью диаграммы Карно основана на применении функции склеивания т.е.
Х1 Х2 v Х1 Х2 = Х1
(Х2 v Х2) = Х1 (2.10)
Структура диаграммы выбрана такой, что склеивающиеся констинуенты нуля или единицы расположены в диаграмме рядом (в соседних клетках). Такой порядок размещения констинуент нуля и единицы обеспечивается принятым способом обозначения строк и столбцов диаграммы. Для этого, аргументы, от которых зависят переключательная функция разбиваются на две группы (по возможности равные).
Наборами аргументов одной группы обозначаются столбцы диаграммы, а наборами аргументов другой – строки диаграммы.
Наборы аргументов каждой из групп, стоящие в соседних строках и столбцах, должны быть смежными, т.е. отличаться формой вхождения не более, чем одного аргумента (инверсий в одном аргументе) [6].
Таким образом, карта Карно для заданной функции Y имеет вид:
КАРТА КАРНО
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.