Parametre údajového listu komparátora

Tento príspevok vám pomôže pochopiť niekoľko dôležitých parametrov alebo špecifikácií komparátora, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v údajových listoch komparátora IC.

Niektoré z hlavných parametrov, na ktoré môžete naraziť v údajovom hárku kompaktora, sú:

• Oneskorenie šírenia
• Terajšia konzumácia
• Typ koncového stupňa (otvorený kolektor / odtok alebo push-pull)
• Vstupné ofsetové napätie, hysterézia
• Schopnosť výstupného prúdu
• Čas stúpania a klesania
• Rozsah vstupného spoločného napätia

Okrem toho môžete nájsť aj ďalšie parametre, ako napríklad: vstupný predpätý prúd, spoločný režim a pomer odmietnutia napájacieho zdroja, funkcia vzorkovania / zadržania a čas spustenia.

Jeden komparačný čip bude mať väčšinou 5 pinov: pár pinov pre napájací vstup VCC +, VCC-, dva piny pre napájanie vstupných signálov IN +, IN- a jeden výstupný pin OUT. Na niektorých integrovaných obvodoch môže byť ďalší pin pre funkciu pohotovostného režimu.

Z našej predchádzajúce diskusie vieme, že keď je VIN (+)> VIN (-), výstup je vo vysokom stave, ak je VIN (+)

Inými slovami, keď má neinvertujúci vstup (+) vyššiu úroveň napätia ako invertujúci vstup (-), výstupný tranzistor vo vnútri kompartéra sa vypne.

To znamená, že jeho zberný kolík bude mať otvorený stav. Pretože sa predpokladá, že tento kolektorový kolík je spojený s kladnou napájacou lištou cez pull-up rezistor, umožňuje v tejto situácii kolektoru mať kladný alebo vysoký logický výstup.

Typ koncového stupňa (otvorený kolektor / odtok alebo push-pull)

Pokiaľ ide o konfiguráciu výstupného kolíka, komparátory sú dvoch typov: push-pull a otvorený kolektor (otvorený odtok).

V konfigurácii typu push-pull môže byť záťaž priamo spojená medzi kolíkom kolektora kompaktoru a kladnou linkou, ktorá umožňuje zapnutie / vypnutie záťaže v závislosti od podmienok vstupného signálu. Funguje to ako prepínanie typu push-pull, a teda aj názov.

Alternatívne môže byť kolektorový kolík spojený s kladnou lištou cez pull-up rezistor a potom môže byť výstup kolektora použitý ako logický výstup push-pull. Jednou z výhod tejto konfigurácie je, že umožňuje pre záťaž použiť inú úroveň napätia ako Vcc komparátora.

V režime otvoreného kolektora môže komparátor iba znižovať prúd, ale nemôže dodávať prúd do záťaže. Kvôli obmedzenému rozsahu sa tento režim používa zriedka, hoci umožňuje pripojenie viac ako jedného výstupu v režime brány OR pre konkrétnu aplikáciu.

Parametre údajového listu komparátora

Rozsah vstupného spoločného napätia - VICM:

Rozsah vstupného spoločného napätia je miera napätia, ktorá sa nachádza v prijateľnom vstupnom rozsahu kompartátora.

Je to napäťový rozsah, v ktorom sa oba vstupy kompartátora povinne používajú na zabezpečenie fungovania konfigurácie.

V tomto režime vstupy pracujú s kompletným napájacím rozsahom Vcc až 0V cez ich vstupné piny, preto sa tiež nazýva vstupný stupeň koľajnice.

Ak to však nie je nevyhnutné, odporúča sa vyhnúť sa vstupnému rozsahu spoločného režimu Rail-to-Rail, aby sa minimalizovala spotreba energie zariadenia.

Vstupné ofsetové napätie - VIO (VTRIP)

Parameter VIO je minimálna hodnota vstupného rozdielu, ktorá môže byť na hranici spôsobenia prepnutia stavu do výstupu. Úroveň rozdielu vstupného posunutého napätia na vstupe môže ovplyvniť rozlíšenie komparátora, pretože táto rozdielová veľkosť môže byť veľmi malá a spôsobiť nestabilitu stavu prepínania výstupu. Preto také malé posunuté signály môžu spôsobiť, že sa výstup bude správať nenormálne alebo sa jednoducho nebude prepínať.

Nízky rozdiel môže spôsobiť nestabilitu komparátora tranzistora, čo má za následok zvýšenie podmienok napätia vstupného ofsetu.

Pre spoločníkov, ktorí majú interné hysteréza povolené VIO je definované ako priemerná úroveň súčtu VTRIP + a VTRIP- a hodnota hysterézie VHYST = VTRIP + - VTRIP- kde VTRIP + a VTRIP- tvoria vstupné rozdielové napätie, ktoré spôsobuje prepnutie výstupu z nízkeho do vysokého stavu alebo vysoký až nízky stav.

CMRR a SVR

CMRR je skratka pre pomer odmietnutia napätia v spoločnom režime, poskytuje vzťah medzi vstupným offsetovým napätím VIO a vstupným spoločným režimom napätia VICM. To možno chápať ako pomer hodnoty napätia v spoločnom režime k vstupnému offsetovému napätiu. Tento parameter sa zvyčajne vyjadruje v logaritmickej mierke ako:

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

CMRR sa počíta zmeraním dvoch veličín vstupného ofsetového napätia odobratých pre dve rôzne vstupné napätia v spoločnom režime (zvyčajne 0 V a VCC).

Pojem SVR znamená „odmietnutie napájacieho napätia“ a je definovaný ako parameter, ktorý poskytuje vzťah medzi vstupným ofsetovým napätím VIO a napájacím napätím.

Zmena napájacieho napätia má schopnosť trochu ovplyvniť predpätie dvojíc vstupných diferenciálnych tranzistorov. To znamená, že zmena môže tiež spôsobiť malú zmenu vstupného ofsetového napätia.

Toto je vyjadrené vzorcom:

SVR [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Zisk napätia

Tento parameter nám pomáha pochopiť čistý zisk komparátora. Ak sa komparátoru pripisujú vyššie špecifikácie zosilnenia, znamená to vylepšenú odozvu zariadenia na malé rozdiely v vstupnom signáli.

Typicky môže byť rozsah AVD kompartátora 200 V / mV (106 dB). Teoreticky je amplitúda 200 V dosiahnutá, keď je vstup 1 mV zosilnený s 106 dB. Pre skutočné zariadenie však bude výkyv špičkovej úrovne obmedzený hodnotou Vcc.

Upozorňujeme, že AVD nikdy nemôže mať žiadny vplyv na externú hysteréziu, pretože výstup bude buď v hornom alebo v nízkom stave a nikdy medzi nimi.

Oneskorenie šírenia

TPD je definovaný ako časový rozdiel medzi okamihom, keď vstupný signál len prekročí referenčnú vstupnú úroveň, a okamihom, keď výstupný stav práve zmenil stavy.

Z našich predchádzajúcich diskusií vieme, že výstup kompartátora sa prepína v reakcii na rozdiel napätia vstupného kolíka.

Propagačné oneskorenie TPD nám poskytuje špecifikáciu, ktorá naznačuje, ako rýchlo majú vstupné piny schopnosť snímať rozdiel a bez problémov prepínať výstup.

TPD nám v podstate hovorí o úrovni vstupnej frekvencie, ktorú môže komparátor pohodlne spracovať na generovanie platných výstupných odoziev.

Hysteréza

Vieme, že hysterézia je parameter, ktorý zakazuje rýchle zmeny výstupu v reakcii na nestabilný alebo kolísavý vstup.

Normálne môže v komparátore výstupné napätie oscilovať alebo rýchlo kolísať, keď sa vstupný diferenciálny signál pohybuje blízko referenčnej hodnoty. Alebo sa to môže stať, keď má vstupný signál veľmi malú amplitúdu, čo spôsobí rýchlu zmenu vstupnej diferenciálnej úrovne.

Vstavaná hysterézia

V skutočnosti existuje veľa porovnávacích zariadení, ktoré majú zabudovanú funkciu hysterézie. Môže to byť okolo niekoľkých mV, čo je dosť na potlačenie nežiaduceho prepínania výstupu bez ovplyvnenia rozlíšenia zariadení.

Pre takéto zariadenia sa hodnotená priemerná horná a dolná hranica napätia nazýva vstupné ofsetové napätie VIO a rozdiel VTRIP + / VTRIP- sa označuje ako hysterézne napätie alebo VHYST.

Vonkajšia hysterézia

V prípade, že komparátor nemá zabudovanú hysteréziu alebo ak je zamýšľaná úroveň hysterézie relatívne vyššia, je možné pridať externú konfiguráciu na implementáciu funkcie hysterézie prostredníctvom siete s pozitívnou spätnou väzbou, ako je uvedené nižšie.

Balenie

Teda týchto niekoľko zásadných parametrov údajového listu kompartéra, ktoré budú užitočné pre všetkých nadšencov, ktorí sa snažia dosiahnuť prefektový porovnávací dizajn, ak máte ďalšie informácie ohľadom tejto témy ich neváhajte zdieľať prostredníctvom svojich komentárov.