Когда перед последующей обработкой требуется сравнить уровень зашумленного сигнала постоянного тока с опорным уровнем, при близости значений сигнала и опорного напряжения выходное напряжение компаратора начинает изменяться хаотично. Существует выбор из двух классических решений этой проблемы. Одно из них – добавить гистерезис к компаратору, однако, если уровень шума высок, гистерезис должен быть, соответственно, большим. В этой ситуации вокруг точки срабатывания возникает широкая зона нечувствительности. Второе решение заключается в низкочастотной фильтрации зашумленного сигнала. Такой подход увеличивает время отклика, замедляя работу системы. В этой статье предлагается третье решение, позволяющее избежать указанных недостатков.
 |
||
| Рисунок 1. | Благодаря подаче зашумленного сигнала на оба входа компаратора, эта схема может сравнивать уровни сигнала постоянного тока и опорного напряжения. |
|
В схеме на Рисунке 1 шум добавляется к опорному напряжению через фильтр верхних частот, в результате чего входы компаратора видят только разность между двумя уровнями постоянного напряжения:
и
где
V+ – напряжение на неинвертирующем входе компаратора,
V– – напряжение на инвертирующем входе компаратора,
VDCSIG – напряжение сигнала постоянного тока,
VDCREF – напряжение опорного источника,
VNOISE – напряжение шума, наложенного на сигнал,
VHYS – ширина петли гистерезиса, обусловленного положительной обратной связью, подаваемой на неинвертирующий вход.
C1, R4, R5 и R6 образуют фильтр верхних частот, частота среза которого равна
Частота среза должна быть ниже наименьшей частоты шумовой полосы. R1 и R2 устанавливают небольшой гистерезис, все же необходимый в этой схеме. R3 – подтягивающий резистор для выхода компаратора с открытым коллектором. Схема компаратора успешно работала в системе, обрабатывающей флуктуирующий ток, генерируемый ионизационной камерой в устройстве измерения нейтронного потока.
Купить LM339 на РадиоЛоцман.Цены
