CS204173B1

CS204173B1 - Connection of the electronic comparator with the adjustable hysteresy

Info

Publication number: CS204173B1
Application number: CS860877A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Trnka
Original assignee: Rudolf Trnka
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález se týká zapojení elektronického komparátoru s nastavitelnou hysterezí, sestávajícího z operačního zesilovače, odporů a diod, přičemž invertující vstup operačního zesilovače je spojen přes první odpor se zemí, přes druhý odpor s prvním vstupem komparátoru a přes třetí odpor s druhým vstupem komparátoru.The invention relates to an adjustable hysteresis electronic comparator comprising an operational amplifier, resistors and diodes, wherein the inverting input of the operational amplifier is connected via a first resistor to ground, through a second resistor to a first comparator input, and through a third resistor to a second comparator input.

V současné době známé komparátory s operačními zesilovači, odpory a diodami umožňují nezávislé nastavení horní a dolní přepínací úrovně hysterezní charakteristiky.The currently known comparators with operational amplifiers, resistors and diodes allow independent adjustment of the upper and lower switching levels of the hysteresis characteristic.

Na diodách vznikají i v propustném směru úbytky napětí a tyto se přičítají k jednotlivým nastaveným přepínacím úrovním, a to tak, že horní mezní úroveň zvyšují a dolní mezní úroveň snižují. Proto neumožňují dosud známé komparátory nastavení hystereze s šířkou menší než dvojnásobek úbytku napětí na diodě v propustném směru.Voltage drops also occur on the diodes in the forward direction and these are added to the individual set switching levels by increasing the upper limit level and lowering the lower limit level. Therefore, the prior art comparators do not allow setting hysteresis with a width less than twice the voltage drop across the forward diode.

Tento nedostatek je odstraněn zapojením elektronického komparátoru s nastavitelnou hysterezí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že neinvertující vstup operačního zesilovače je spojen přes čtvrtý odpor se zemí a přes pátý odpor s katodou první diody, s anodou druhé diody a anodou třetí diody, výstup operačního zesilo2 vače je spojen s prvním výstupem komparátoru a přes šestý odpor s katodou čtvrté diody, katodou páté diody a anodou první diody, přičemž anoda páté diody je spojena s druhým výstupem komparátoru, katoda druhé diody je spojena s třetím výstupem komparátoru a katoda třetí diody je spojena s anodou čtvrté diody.This drawback is overcome by connecting an electronic comparator with adjustable hysteresis according to the invention, which consists in that the non-inverting input of the operational amplifier is connected via a fourth resistor to ground and through a fifth resistor to the cathode of the first diode, the anode of the second diode and the anode of the third diode the operational amplifier is coupled to the first comparator output and through a sixth resistor to the fourth diode cathode, the fifth diode cathode and the first diode anode, the fifth diode anode is connected to the second comparator output, the second diode cathode is connected to the third comparator output, and the third diode cathode it is connected to the anode of the fourth diode.

Vyšší účinek proti dosavadnímu stavu techniky spočívá v tom, že úbytky napětí na diodách jsou kompenzovány. Další výhody spočívají v tom, že se dosahuje snadného a nezávislého nastavení mezí hystereze v širokém rozsahu.A higher effect compared to the prior art is that the voltage drops on the diodes are compensated. Further advantages are that easy and independent adjustment of the hysteresis limits over a wide range is achieved.

Zapojení elektrického komparátoru s nastavitelnou hysterezí je znázorněno na přiloženém obrázku.Connection of the electric comparator with adjustable hysteresis is shown in the attached figure.

Napětí přivedené na první vstup komparátoru VI a druhý vstup komparátoru V2 se sčítá na odporovém děliči, tvořeném prvním odporem Rl, druhým odporem R2 a třetím odporem R3. Třetí odpor R3 je spojen se zemí Z, společný bod prvního odporu Rl, druhého odporu R2 a třetího odporu R3 je spojen s ínvertujícím vstupem 1 operačního zesilovače OZ. Napětí z výstupu 3 operačního zesilovače OZ se přivádí jednak na první výstup komparátoru VÝ1, jednak pres šestý odpor R6 a podle napětí na výstupu 3 buď přes první diodu Dl aThe voltage applied to the first input of comparator V1 and the second input of comparator V2 is added to the resistor divider formed by the first resistor R1, the second resistor R2 and the third resistor R3. The third resistor R3 is connected to ground Z, the common point of the first resistor R1, the second resistor R2 and the third resistor R3 is connected to the inverting input 1 of the operational amplifier OZ. The voltage from the output 3 of the operational amplifier OZ is applied both to the first output of the comparator VY1 and through the sixth resistor R6 and, depending on the voltage at the output 3, through the first diode D1 and

204 druhou diodu D2 na třetí výstup komparátoru VÝ3, nebo přes pátou diodu D5 na druhý výstup komparátoru VÝ2. Napětí z druhého výstupu VÝ2, resp. třetího výstupu VÝ3, přivádí se přes druhou diodu D2, resp. sériovou kombinaci, tvořenou třetí diodou D3, čtvrtou diodou D4 a pátou diodou D5, na odporový dělič, tvořený čtvrtým odporem R4 a pátým odporem R5.204 through the second diode D2 to the third output of the comparator VY3, or via the fifth diode D5 to the second output of the comparator VY2. The voltage from the second output OUT2 resp. output 3, is supplied via the second diode D2, respectively. a series combination consisting of a third diode D3, a fourth diode D4 and a fifth diode D5 for a resistive divider consisting of a fourth resistor R4 and a fifth resistor R5.

Čtvrtý odpor R4 je spojen se zemí Z, společný bod čtvrtého odporu R4 a pátého odporu R5 je spojen s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače OZ.The fourth resistor R4 is connected to ground Z, the common point of the fourth resistor R4 and the fifth resistor R5 is connected to the non-inverting input of the op amp OZ.

Jestliže je operační zesilovač OZ překlopen tak, že na jeho výstupu 3 je kladné napětí, je na děliči tvořeném čtvrtým odporem R4 a pátým odporem R5 napětí třetího výstupu komparátoru VÝ3, zvětšené o úbytek napětí v propustném směru na druhé diodě 02. Jestliže je operační zesilovač OZ překlopen tak, že na jeho výstupu 3 je záporné napětí, je na děliči, tvořeném čtvrtým odporem R4 a pátým odporem R5 napětí druhého výstupu komparátoru VÝ2, ke kterému se přičítají úbytky napětí v propustném směru na třetí diodě D3 a čtvrté diodě D4 a od něhož se odečítá úbytek napětí v propustném směru na páté diodě 05. Je tedy při kladném i záporném napětí na výstupu operačního zesilovače OZ napětí druhého výstupu komparátoru VÝ2, respektive třetího výstupu komparátoru VÝ3, zvětšené vždy pouze o napětí, odpovídající velikosti úbytku napětí na jedné diodě v propustném směru.If the opamp OZ is flipped so that there is a positive voltage at its output 3, on the divider formed by the fourth resistor R4 and the fifth resistor R5, the voltage of the third output of comparator VY3, increased by the forward voltage drop on the second diode 02. OZ flipped so that its output 3 is negative voltage, on the divider consisting of the fourth resistor R4 and the fifth resistor R5 the voltage of the second output of comparator VY2, to which are added the forward voltage drops on the third diode D3 and the fourth diode D4 Thus, with positive and negative voltage on the output of the operational amplifier OZ, the voltage of the second output of comparator VÝ2 or the third output of comparator VÝ3 is increased by only the voltage corresponding to the voltage drop across one diode. in the forward direction.

Překlápěcí úrovně, nastavené na druhém výstupu VY2 a třetím výstupu VÝ3 komparátoru jsou pouze o tento úbytek napětí posunuty ve stejném směru, což umožňuje nastavit libovolnou šířku hystereze. S výhodou mohou být druhý výstup VÝ2 a třetí výstup VÝ3 komparátoru připojeny k odporovému děliči, tvořenému sériovou kombinací sedmého odporu R7, osmého odporu R8 a devátého odporu R9, přičemž sedmý odpor R7 je spojen se zemí Z a devátý odpor R9 je spojen se zdrojem napětí —U. Druhý výstup VÝ2 je spojen se společným bodem sedmého odporu R7 a osmého odporu R8 a třetí výstup VÝ3 je spojen se společným bodem osmého odporu R8 a devátého odporu R9.The flipping levels set on the second output VY2 and the third output OUT3 of the comparator are only shifted by this voltage drop in the same direction, allowing to set any hysteresis width. Preferably, the second output OUT2 and the third output OUT3 of the comparator may be connected to a resistive divider formed by a series combination of the seventh resistor R7, the eighth resistor R8 and the ninth resistor R9, the seventh resistor R7 being connected to ground Z and the ninth resistor R9 connected to a voltage source. -AT. The second output VY2 is connected to a common point of the seventh resistor R7 and the eighth resistor R8 and the third output VY3 is connected to a common point of the eighth resistor R8 and the ninth resistor R9.

Zapojení je vhodné pro nejrůznější aplikace v měřicí a řídicí technice, je možno je realizovat z diskrétních součástek nebo hybridní neboli monolitickou technologií.The wiring is suitable for various applications in measuring and control technology, they can be realized from discrete components or hybrid or monolithic technology.

První vstup VI a druhý vstup V2 komparátoru je možno použít k sečítávání komparovaných vstupních signálů nebo prostě k posunutí charakteristiky komparátoru, případně je možno počet vstupů libovolně rozšířit. Druhý výstup VÝ2 a třetí výstup VÝ3 komparátoru je možno připojit buď výše popsaným způsobem k odporovému děliči, anebo na libovolná vnější řídicí napětí, určující tím komparační úrovně. Přitom jsou oba tyto výstupy navzájem záměnné. Celé zapojení může být realizováno s opačnou polaritou všech diod.The first input V1 and the second input V2 of the comparator can be used to sum up the comparative input signals or simply to shift the comparator characteristic, or the number of inputs can be freely expanded. The second output OUT2 and the third output OUT3 of the comparator can be connected either as described above to a resistive divider or to any external control voltages determining the comparative levels. The two outputs are interchangeable. The whole wiring can be realized with the opposite polarity of all diodes.

Claims

Subject

1. An adjustable hysteresis electronic comparator comprising an opamp, resistors and diodes, wherein the inverting input of the opamp is coupled via a first resistor to ground, via a second resistor to a first comparator input, and via a third resistor to a second comparator input, that the non-inverting input (2) of the operational amplifier (OZ) is connected via a fourth resistor (R4) to ground (Z) and through a fifth resistor (R5) to the cathode of the first diode (D1), the anode of the second diode (D2J and the anode of the third diode) D3), the op amp output (3) is coupled to the first comparator output (OUT1) and through the sixth resistor (R6) to the cathode of the fourth diode (D4), the cathode of the fifth diode (D5) and the anode of the first diode (D1) wherein the anode of the fifth diode (D5) is coupled to the second comparator output (VY2), the cathode of the second diode (D2) is coupled to the third output of the comparator (VY3) and the cathode of the third diode (D3 j is coupled to the anode quarter diodes (D4).

Wiring according to claim 1, characterized in that the second comparator output (OUT2) is connected to ground (Z) via a seventh resistor (R7) and via the eighth resistor (R8) to a third comparator output (OUT3), the third comparator output ( OUT3) is connected through the ninth resistor (R9J) to the negative voltage source (-U).