Параметры из таблицы данных компаратора

Этот пост поможет вам понять некоторые из важнейших параметров или спецификаций компаратора, которые обычно можно найти в технических описаниях микросхем компаратора.

Некоторые из основных параметров, с которыми вы можете встретиться в техническом описании отсека:

• Задержка распространения
• Потребляемый ток
• Тип выходного каскада (открытый коллектор / сток или двухтактный)
• Входное напряжение смещения, гистерезис
• Выходной ток
• Время подъема и падения
• Диапазон входного синфазного напряжения

Помимо этого, вы также можете найти другие параметры, такие как: входной ток смещения, общий режим и коэффициент отклонения источника питания, функция выборки / удержания и время запуска.

В основном, один чип компаратора будет иметь 5 контактов: пара контактов для входа питания VCC +, VCC-, два контакта для подачи входных сигналов IN +, IN- и один выходной контакт OUT. В некоторых микросхемах может быть дополнительный вывод для функции ожидания.

От нашего предыдущие обсуждения мы знаем, что когда VIN (+)> VIN (-), выход находится в высоком состоянии, если VIN (+)

Другими словами, когда неинвертирующий вход (+) имеет более высокий уровень напряжения, чем инвертирующий вход (-), выходной транзистор внутри отсека будет выключен.

Это означает, что его коллекторный контакт покажет разомкнутое состояние. Поскольку предполагается, что этот коллекторный вывод должен быть связан с положительной шиной питания через подтягивающий резистор, в этой ситуации у коллектора может быть положительный или высокий логический выход.

Тип выходного каскада (открытый коллектор / сток или двухтактный)

Что касается конфигурации выходных контактов, то компараторы бывают двух типов: двухтактные и с открытым коллектором (открытый сток).

В двухтактной конфигурации нагрузка может быть напрямую подключена между коллекторным штифтом отсека или положительной линией, что позволяет включать / выключать нагрузку в зависимости от условий входного сигнала. Это работает как двухтактное переключение, отсюда и название.

В качестве альтернативы коллекторный вывод может быть соединен с положительной шиной через подтягивающий резистор, а затем коллекторный вывод может использоваться как двухтактный логический выход. Одним из преимуществ этой конфигурации является то, что она позволяет использовать для нагрузки другой уровень напряжения, чем Vcc компаратора.

В режиме открытого коллектора компаратор может только потреблять ток, но не может подавать ток на нагрузку. Из-за своей ограниченной области применения этот режим используется редко, хотя он позволяет подключать более одного выхода в режиме логического элемента ИЛИ для определенного приложения.

Параметры из таблицы данных компаратора

Диапазон входного синфазного напряжения - VICM:

Диапазон входного синфазного напряжения - это мера напряжения, которая находится в пределах допустимого входного диапазона отсека.

Это диапазон напряжений, в котором оба входа отсека обязательно используются для обеспечения функционирования конфигурации.

В этом режиме входы работают с полным диапазоном питания от Vcc до 0 В на своих входных контактах, поэтому его также называют входным каскадом rail-to-rail.

Тем не менее, рекомендуется избегать диапазона входного синфазного сигнала rail-to-rail, если это не необходимо, чтобы минимизировать энергопотребление устройства.

Входное напряжение смещения - VIO (VTRIP)

Параметр VIO - это минимальное значение входной разности, которое может быть на грани того, чтобы заставить выход переключать свое состояние. Дифференциальный уровень входного напряжения смещения на входе может повлиять на разрешающую способность компаратора, потому что эта разностная величина может быть очень маленькой и вызывать нестабильность состояния переключения выхода. Следовательно, такие небольшие сигналы смещения могут привести к ненормальному поведению выхода или просто не переключаться вообще.

Низкий дифференциал может привести к тому, что транзистор компаратора станет нестабильным, что приведет к увеличению условий входного напряжения смещения.

Для купе или с внутренним гистерезис Включенный VIO определяется как средний уровень суммы VTRIP + и VTRIP-, и значение гистерезиса VHYST = VTRIP + - VTRIP-, где VTRIP + и VTRIP- составляют входное дифференциальное напряжение, которое вызывает переключение выхода из низкого состояния в высокое. или от высокого до низкого состояния соответственно.

CMRR и SVR

CMRR означает коэффициент подавления синфазного напряжения, обеспечивает связь между входным напряжением смещения VIO и входным синфазным напряжением VICM. Это можно понимать как отношение значения синфазного напряжения к входному напряжению смещения. Этот параметр обычно выражается в логарифмической шкале как:

CMRR [дБ] = 20 • log (| ΔVICM / ΔVIO |)

CMRR вычисляется путем измерения двух величин входного напряжения смещения, взятых для двух разных входных синфазных напряжений (обычно 0 В и VCC).

Термин SVR означает «подавление напряжения питания» и определяется как параметр, который обеспечивает соотношение между входным напряжением смещения VIO и напряжением источника питания.

Изменение напряжения источника питания может несколько повлиять на смещение пар входных дифференциальных транзисторов. Это означает, что изменение может также вызвать небольшое изменение входного напряжения смещения.

Это выражается формулой:

SVR [дБ] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Усиление напряжения

Этот параметр помогает нам понять чистый выигрыш компаратора. Когда компаратор имеет более высокие характеристики усиления, это означает улучшенную реакцию устройства на небольшие перепады входного сигнала.

Обычно диапазон AVD отсека может составлять 200 В / мВ (106 дБ). Теоретически амплитуда 200 В достигается, когда входной сигнал 1 мВ усиливается на 106 дБ. Однако для реального устройства размах пикового уровня будет ограничен значением Vcc.

Обратите внимание, что AVD никогда не может повлиять на внешний гистерезис, так как выход будет либо в высоком, либо в низком состоянии, и никогда не будет между ними.

Задержка распространения

TPD определяется как разница во времени между моментом, когда входной сигнал просто пересекает опорный входной уровень, и моментом, когда состояние выхода только что изменило состояния.

Из наших предыдущих обсуждений мы знаем, что выход отсека переключается в ответ на разность входных напряжений на контактах.

Задержка распространения TPD предоставляет нам спецификацию, которая показывает, насколько быстро входные контакты имеют возможность определять разницу и без проблем переключать выход.

По сути, TPD сообщает нам об уровне входной частоты, который компаратор может удобно обрабатывать для генерации действительных выходных откликов.

Гистерезис

Мы знаем, что гистерезис - это параметр, который запрещает быстрое изменение выхода в ответ на нестабильный или колеблющийся вход.

Как правило, в качестве компаратора выходного напряжение может колебаться или быстро колебаться, когда сигнал входных парит дифференциальный близкий к эталонному значению. Или это может произойти, когда входной сигнал имеет очень низкую амплитуду, что приводит к быстрому изменению входного дифференциального уровня.

Встроенный гистерезис

На самом деле существует много компараторов, которые имеют встроенную функцию гистерезиса. Это может быть около нескольких мВ, чего вполне достаточно, чтобы подавить нежелательное переключение выхода, не влияя на разрешение устройства.

Для таких устройств оцененные средние верхний и нижний пределы напряжения называются входным напряжением смещения VIO, а разность VTRIP + / VTRIP- называется напряжением гистерезиса или VHYST.

Внешний гистерезис

В случае, если компаратор не имеет встроенного гистерезиса или если предполагаемый уровень гистерезиса относительно больше, тогда может быть добавлена ​​внешняя конфигурация для реализации функции гистерезиса через сеть положительной обратной связи, как показано ниже.

Подведение итогов

Итак, эти несколько важных параметров из таблицы данных, которые будут полезны всем энтузиастам, пытающимся достичь идеального дизайна на основе компаратора, если у вас есть дальнейшая информация по этой теме, пожалуйста, поделитесь ими в своих комментариях.