Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

12.2. A KOMPARÁTOROK MŰKÖDÉSE POZITÍV VISSZACSATOLÁS ESETÉN, HISZTERÉZISES ÁRAMKÖRÖK255
U kiM
R 2
u ki
u ki
U kiM
u
u be
be U R
kiM
U 1
kim
U kim
R 2
R 1
R 1
R 2
U H
U kim
12.9. ábra. A fázist nem fordító pozitív visszacsatolású komparátor kapcsolási rajza és karakterisztikája.
• A bemenő jel az R 2 −R 1 feszültségosztón keresztül a komparátor pozitív bemenetére kapcsolódik.
• A kimenetről visszacsatolt jel azR 1 −R 2 feszültségosztón keresztül szintén a komparátor pozitív
bemenetét vezérli.
• A tranziens állapotokon kívül a komparátor kimenetén vagy az U kiM vagy az U kim feszültség
jelenik meg.
• Ha a kimeneten azU kiM feszültség van, akkor a pozitív bemeneten az
u be
R 2
R 1 +R 2
+U kiM
R 1
R 1 +R 2
(12.13)
feszültség mérhető. Ilyenkor a komparátor kimenetén biztosan nem változik a jel mindaddig,
amíg a bemeneti feszültség nagyobb, mint ez a küszöbérték. Ha a bementi feszültség csökken,
és eléri a küszöbértéket, azaz
vagyis
u be
R 2
R 1 +R 2
+U kiM
R 1
R 1 +R 2
≤ 0, (12.14)
u be ≤ −U kiM
R 1
R 2
, (12.15)
akkor a komparátor a lineáris tartományba lép át, és ha
A R 1
R 1 −R 2
> 1, (12.16)
ami minden gyakorlati rendszerre érvényes, akkor a komparátor aktív pozitív visszacsatolású
állapotba kerül. Ilyenkor a rendszer lényegében instabil állapotban van, és a pólusai tipikusan
valósak és a jobb félsíkra esnek. Ekkor az áramkörben egy lavinaszerű folyamat indul meg,
amely során a kimeneti jel csökkenni kezd, ami a pozitív bemenetre visszacsatolt jelet is csökkenti.
Ekkor a komparátor bemeneti vezérlő feszültsége (a pozitív és negatív bemenetek közötti
feszültségkülönbség) negatív irányban növekedni kezd, ami tovább erősíti a kimeneti feszültség
csökkenését. A folyamat végeredményképpen a kimenet eléri azU kim feszültséget, azaz a kimenet
telítésbe kerül. Megjegyzendő, hogy ebben az állapotban a rendszer hurokerősítése nullává
válik, hiszen a telítési tartományban az eszköz meredeksége nulla (a vezérlőfeszültség változása
nem okoz a kimeneten változást). Ezután a kimeneten stabilan az U kim feszültség jelenik meg.