Адаптивный компаратор

М.П. Басков, О.Д. Левашов

Иногда в практике встречаются случаи, когда компаратор должен срабатывать при относительном уровне входного периодического сигнала, например, по уровню 0.7 от амплитудного значения. Входной сигнал при этом может изменяться по частоте и амплитуде в 10-100 раз.

Рисунок 1. Адаптивный компаратор.

Авторами предлагается простая схема адаптивного компаратора, представленная на Рисунке 1. Устройство не является прецизионным, но обладает точностью, достаточной для практического использования.

Применение этого адаптивного компаратора целесообразно в тех случаях, когда изменения уровня сигнала происходят достаточно медленно (единицы – десятки секунд).

Компаратор питается от однополярного источника, напряжение которого может изменяться в широких пределах.

Как видно из Рисунка 1, на операционных усилителях А1.1 и А1.2 собран пиковый детектор, выполненный по классической схеме.

Нагрузкой А1.2 служит многооборотный потенциометр R3, определяющий уровень срабатывания компаратора А2. Резистор R4 определяет величину гистерезиса компаратора А2, повышающего устойчивость порога срабатывания в области малых и зашумленных сигналов.

Величины С1 и R2 выбираются, исходя из компромисса между частотой входного сигнала и скоростью спада его уровня.

При указанных на схеме значениях полоса частот компаратора составляет 10 Гц – 3 кГц. Для расширения полосы частот в сторону низких и инфранизких частот R2 следует увеличить.

Транзистор VT1 служит усилителем мощности выходного сигнала. Такая конфигурация включения А2 и VT1 способствует увеличению экономичности схемы, поскольку при отсутствии входного сигнала выходной транзистор компаратора А2 и транзистор VT1 находятся в запертом состоянии.

Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10, 100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц. Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10, 100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц.
Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10, 100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц. Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10, 100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц.
Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10, 100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц. Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10, 100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц.
Рисунок 2. Осциллограммы входного и выходного сигналов. Верхний ряд: амплитуда 100 мВ, частоты 10,
100, 1000 Гц. Нижний ряд: амплитуда 6 В, частоты 10, 100, 1000 Гц.

На Рисунке 2 приведены осциллограммы работы компаратора, иллюстрирующие работоспособность в широком диапазоне уовней входного сигнала и его частоты. В качестве источника сигналов использовался генератор FY3200S.

Адаптивный компаратор, описанный выше, использовался авторами при обработке сигнала низкой (5 – 25 Гц) частоты положительной полярности, поступающего от фотоприемника.

В ходе эксперимента уровень входного сигнала изменялся от 100 милливольт до 3 вольт. Компаратор был настроен на срабатывание на уровне 0.7 от амплитудного значения.

Авторы надеются, что эта простая схема окажется полезной в экспериментальной практике читателей.

  1. Datasheet Texas Instruments LM358P
  2. Datasheet Texas Instruments LM393
  3. Datasheet DEC 1N60

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 1010
сейчас смотрят 4
представлено поставщиков 579
загружено
позиций
25 067 862