81. Компараторы

Аналоговый компаратор на операционном усилителе

Компаратор (аналоговых сигналов) (англ. comparator — сравнивающее устройство^[1]) — электронная схема, принимающая на свои входы два аналоговых сигнала и выдающая логическую «1», если сигнал на прямом входе («+») больше чем на инверсном входе («−»), и логический «0», если сигнал на прямом входе меньше, чем на инверсном входе.

Простейший компаратор представляет собой дифференциальный усилитель. Компаратор отличается от линейного операционного усилителя (ОУ) устройством и входного, и выходного каскадов:

• Входной каскад компаратора должен выдерживать широкий диапазон входных напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами, вплоть до размаха питающих напряжений, и быстро восстанавливаться при изменении знака этого напряжения. В ОУ, охваченномобратной связью, это требование некритично, так как дифференциальное входное напряжение измеряется милливольтами и микровольтами.

• Выходной каскад компаратора выполняется совместимым по уровням и токам с конкретным типом логических схем (ТТЛ, ЭСЛ и т. п.). Возможны выходные каскады на одиночном транзисторе с открытым коллектором (совместимость с ТТЛ и КМОП логикой).

При подаче эталонного напряжения на инвертирующий вход, входной сигнал подаётся на неинвертирующийвход и компаратор является неинвертирующим (повторителем, буфером).

При подаче эталонного напряжения на неинвертирующий вход, входной сигнал подаётся на инвертирующий вход и компаратор является инвертирующим (инвертором).

Несколько реже применяются компараторы на основе логических элементов, охваченных обратной связью (см., например, триггер Шмитта — не компаратор по своей природе, но устройство с очень схожей областью применения).

82. Поисковая система измерений

Поисковая система измерений – предназначена для передачи на расстояние оперативно-технологической и производственно-статистической информации в системах измерения, контроля и управления, а также в АСУ различных отраслей народного хозяйства территориально разобщённых объектов.

Система состоит из набора типовых функциональных узлов и блоков, выполненных в основном на интегральных микросхемах и построенные на их базе комплексов телемеханических устройств. Эти комплексы выполняют фуекции передачи и приёма информации, а также простейшей её обработки на пункте управления (ПУ) и контролируемом пункте (КП).

На КП источниками информации являются разнообразные датчики измеряемых параметров, датчики состояния объектов, машинные носители информации, устройства ручного ввода информации и т.д.

На ПУ источниками информации могут быть пульт с ключами и другими элементами управления объектами, датчики установок автоматических регуляторов, машинные носители, ЭВМ и дисплеи.

Приёмниками информации на ПУ являются различные приборы на щите и пульте диспетчера или оператора, ЭВМ, дисплей и машинные носители информации.

В поисковых системах телеизмерений приняты следующие принципы:

1. Система приоритетов для различных видов информации с соответствующим распределением во времени при её передаче.

2. Система приоритетов для различных КП с соответствующим во времени их обслуживанием.

3. Адресно-групповой метод передачи информации обладающей широкими возможностями выбирать и изменять различное число КП.

4. Унификация сопряжения.

5. Унификация конструктивной базы.

6. Агрегатирование технических средств и т.д.

Перечисленные принципы построения системы позволяют:

– сопрягать блоки и устройства с устройствами других моделей;

– разрабатывать различные устройства телемеханики из ограниченного набора функциональных блоков;

– увеличивать серийность производства и сокращать стоимость аппаратуры путём централизованного производства функциональных блоков с типовыми конструкциями;

– сокращать объём и сроки разработки, проектирования, а также упрощать эксплуатацию устройств телемеханики.

Функциональные блоки системы делятся следующие группы:

– источники информации;

– приёмники информации;

– приёмники-источники.

Кроме того, по выполняемым функциям функциональные блоки делят на:

• первичные преобразователи;

• преобразователи кодов и сигналов для передачи и приёма информации;

• блоки управления передачей и приёмом определённых видов информации;

• блоки обработки и отображения информации;

• блоки режима работы, определяющие алгоритм устройства (централи).

Преобразователи кодов и сигналов (ПКС) – модуляторы, демодуляторы, преобразователи последовательного кода в параллельный; устройства памяти и т.д.

Блоки управления передачей и приёмом информации – телеуправление, производственно-статистические, кодовые команды и т.д.

Блоки обработки и отображения информации – преобразователи кодов, ЦАП, блоки сравнения кодов, цифровой индикации, управления памятью и т.д.

Блоки режима работы – централь координирует работу всех блоков, объединённых в устройство, реализует выбранную систему предметов, устанавливает связь между блоками по заданным параметрам, формирует сигналы неисправностей и т.д.