172350. lajstromszámú szabadalom • Komparátor áramkör, előnyösen mintavételező oszciloszkópokhoz
3 172350 4 minta/cm. A katódsugárcső ernyőjén a képpontok helyzete akkor stabil, ha a komparátor időhibája kicsi. A koherens mintavételezésnél a vizsgálandó jel minden periódusából egy mintát veszünk, és ez a mintavételezés igen szigorú követelményeket támaszt a mintavételezést vezérlő komparátor elé. A képernyőn látható jellefutás, — amely több ezer mintából is állhat — után az egész mintavevő rendszernek néhányszor tíz psec-on belüli eltéréssel kell visszaállnia a kiinduló helyzetébe. Ez az igen kicsiny időeltérés a következő hibaidőkből tevődik össze: Gyorsfűrészjel generátor kiindulási bizonytalansága, a lépcsőfeszültség generátor indulási bizonytalansága, és a komparátor hiszterézisének változása. A problémát bonyolítja az is, hogy a komparátornak igen széles feszültség-amplitúdó tartományban kell hibátlanul működnie. Ez azt jelenti, hogy az egész tartományba — amely 20 volt amplitúdójú is lehet —, nem megengedett a többszöri komparálás, és nem lehet linearitási hiba sem. Ezen problémát részletesebben az ábrák alapján magyarázzuk, ahol 1. ábra a komparátor és a lépcsőfeszültség generátor kapcsolatát, a 2. ábra a komparátor helyes működésekor látható jelalakokat, a 3. ábra pedig a komparátor hibás működésekor látható jelalakokat ábrázolja. Amint az az 1. ábrán látható, a 1 komparátornak két bemenetele van. A Be 1 bemenetre a fűrészjelet a Be 2 bemenetre a lépcsőfeszültséget kapcsoljuk. Az 1 komparátor kimenet a 2 lépcsőfeszültség generátor bemenetére van kapcsolva. A 2 lépcsőfeszültség generátor kimenetéről pedig egy vezeték, az 1 komparátor Be 2 bemenetére csatlakozik. Látható tehát, hogy ily módon visszacsatolás jön létre a 2 lépcsőfeszültség generátoron keresztül az 1 komparátor bemenete és kimenete között, ami begerjedést, és többszöri komparálást okozhat. A 2. ábrán láthatók a jelalakok a komparátor helyes működése esetén, mikor is a bemenetekre adott lÍBe jelek egyike a fűrészfeszültség, másika pedig a lépcsőfeszültség generátor jele, és a 2. ábrán jól látható, hogy minden egyes fűrészjelhez a lépcsőfeszültség generátor egyetlen lépcsője tartozik. Az UK, jel pedig az 1 komparátor kimenő jele, amely a mintavételezés és a 2 lépcsőfeszültség generátort vezérli. A 3. ábrán láthatók annak a korábban már említett jelenségnek a jelalakjai, amelynél a lépcsőfeszültség generátor teljes jeltartománya megjelenik egyetlen fűrészjel alatt. Tekintettel arra, hogy a 1 komparátor UKi kimenő jelen vezérli a mintavételt, abban az esetben, ha ugyanabban a fázisban (egyetlen fűrészjel alatt) többszöri komparálás következik be, úgy az többszöri mintavételezést jelent, ami a rendszert alkalmatlanná teszi a mérés elvégzésére. Ez a jelenség a koparátorra adott fűrészjel és lépcső jel azon tartományaiban jön létre, ahol a fűrészjel feszültsége egy meghatározott sebességnél lassúbb lefutású. Ebben az esetben a komparátor másik bemenetén már megjelenik a lépcsőfeszültség generátorból visszavezetett lépcsőjel, de a fűrészjel amplitúdója — lassú változás miatt — még nem változott többet, mint a komparátor hiszterézisének nagysága. Mindebből következik az az igen lényeges követelmény, hogy a mintavételező oszcilloszkópokban alkalmazott komparátoroknál meg kell akadályozni ezen jelenség létrejöttét. Ezt a feladatot általában úgy szokták megoldani, hogy az áramköröket rendkívül bonyolultan, különleges nagyjóságú elemekből építik fel, azaz nem egyszerű komparátorokat alkalmaznak a feladat megoldására, hanem rendkívül bonyolult áramköröket. Találmányunkkal egy olyan olcsó, egyszerű felépítésű és az ismert komparátorok hátrányaival nem rendelkező áramkört hoztunk létre, amely nagy érzékenység, kis időbizonytalanság mellett alkalmas a nagy amplitúdójú jelek öszszehasonlítására és a mintavevő jel, valamint a lépcsőfeszültség generátort indító jel kiadására. Találmányunk szerinti megoldás azon a felismerésen alapszik, hogy a két emitter csatolt tranzisztort és kimenő impulzus erősítőt tartalmazó komparátor áramkör akkor kapcsol megbízhatóan, ha állandó áramot kell kapcsolniuk a tranzisztoroknak, függetlenül a bázison levő feszültség nagyságától. Ezt oly módon tudjuk megoldani, hogy a tranzisztorok közös emitterébe egy áramgenerátort iktatunk és megakadályozzuk a tranzisztorok egymásrahatását. Ugyancsak csökkenti a kiadott impulzus indulási bizonytalanságát és időben biztosan kapcsol az áramkör akkor, ha az impulzust szolgáltató tranzisztor, amelyet a komparátor hajt meg, lavinaüzemben működik, és a tranzisztor bázisát megfogó diódát állandó árammal kisütve indítjuk a tranzisztort. A feladat másik részét a többszöri komparálás megakadályozása jelenti, amelyet úgy érünk el, hogy az impulzust kiadó tranzisztorról a lépcsőfeszültséget érzékelő tranzisztor bázisára nyitó jelet csatolunk vissza, ezért ha egyszer már komparálás történt, úgy mindaddig, míg a másik tranzisztoron a fűrész jel rajta van, addig ez a tranzisztor nyitva van. Ezt egy diódával érhetjük el, amelyet a visszacsatoló áramkörbe iktatunk, s amelyik csak akkor nyit, ha a lavinajelenség megkezdődött, azon a visszacsatolás időleges. Találmányunk tehát komparátor áramkör előnyösen mintavételező oszcilloszkópokhoz, amelynek két emitter csatolt komparáló tranzisztora és a második komparáló tranzisztor kollektorának kimenő pontjához csatlakozó impulzusadó tranzisztora van, amelynek impulzusadó tranzisztor kollektora képezi a jelkimenetet. A találmány lényege az, hogy a két tranzisztor közösített emitter körébe csatolásmentesítő diódá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
