Napäťový komparátor je jeden typ elektronického obvodu, ktorý sa používa na porovnanie vstupného napätia prostredníctvom známeho referenčného napätia a zmenu jeho výstupného stavu na základe vstupu, či bol pod alebo nad referenčnou hodnotou. Takže to jednoducho uspokojí potrebu detekcie nulových hodnôt, prekročení prahových hodnôt a amplitúd signálu v rámci alebo mimo rozsahu amplitúd. Napäťové komparátory sú rozdelené do dvoch typov ako napr invertujúci a neinvertujúci . Rôzne formy týchto komparátorov sú; jednoduchý limit, okno, rozsah hysterézneho napätia a trojstavové komparátory napätia. Tento článok pojednáva o prehľade Napäťový komparátor TLV3201AQDCKRQ1 .
Čo je komparátor napätia TLV3201AQDCKRQ1?
TLV3201AQDCKRQ1 je jednokanálový komparátor, ktorý poskytuje dokonalú kombináciu 40 µA nízkej spotreby energie a 40 ns vysokej rýchlosti vo veľmi malých baleniach. Funkcie tohto porovnávača napätia; 1 mV nízke offsetové napätie, veľký výstup poháňa prúd a vstup rail-to-rail. Tieto komparátory sa tiež veľmi jednoducho navrhujú a používajú sa tam, kde je čas odozvy významný. Rodina TLV320x-Q1 je k dispozícii v jednokanálových verziách ako TLV3201-Q1 a dvojkanálových verziách ako TLV3202-Q1 s výstupmi push-pull. Napäťový komparátor TLV3202Q1 je dostupný v 8-pinovom obale VSSOP, zatiaľ čo TLV3201-Q1 je prístupný v 5-pinovom obale SC70.
Konfigurácia pinov:
Konfigurácia kolíkov komparátora napätia TLV3201AQDCKRQ1 je uvedená nižšie. Tento komparátor napätia obsahuje 5 kolíkov, ktoré sú popísané nižšie.
- Pin1 (OUT): Je to výstupný kolík.
- Pin2 (GND): Je to uzemňovací kolík.
- Pin3 (IN+): Je to kladný vstupný kolík.
- Pin4 (IN-): Je to záporný vstupný kolík.
- Pin5 (VCC): Je to kladný napájací kolík.
Vlastnosti a špecifikácie:
Funkcie a špecifikácie komparátora napätia TLV3201AQDCKRQ1 sú popísané nižšie.
- Kategória – Integrovaný obvod.
- Vyrobené spoločnosťou Texas Instruments.
- Typ výstupu je push-pull.
- Napätie sa pohybuje od 2,7V do 5,5V.
- Oneskorenie šírenia je nízke, napríklad 40 ns.
- Pokojový prúd je nízky, napríklad 40 µA pre každý kanál.
- Spoločný rozsah vstupu presahuje 200 mV za akúkoľvek koľajnicu.
- Vstupné offsetové napätie je nízke, napríklad 1 mV
- Balenie je 5-pin SC70.
- Maximálny vstupný predpätý prúd je 0,005 µA.
- Maximálny pokojový prúd je 40 µA.
- Typické CMRR a PSRR sú 70 dB CMRR a 85 dB PSRR.
- Hysterézia je 1,2 mV
- Prevádzková teplota sa pohybuje od -40°C do 125°C
- Typ montáže je povrchová montáž.
Schéma zapojenia komparátora napätia TLV3201AQDCKRQ1
Schéma obvodu TLV3201AQDCKRQ1 je uvedená nižšie. Jedná sa o jediný komparátor s výstupmi push-pull. Podobne ako iné komparátory, aj tento komparátor napätia obsahuje dva vstupy; invertujúci a neinvertujúci.
V tomto obvode komparátora je invertujúci vstup označený znamienkom mínus, zatiaľ čo neinvertujúci vstup je označený kladným znamienkom. Vstupy tohto komparátora sú veľmi podobné operačný zosilňovač ale výstupom tohto komparátora je digitálny logický stav.
Vo vyššie uvedenom obvode je vstupom 1 MHz sínusová vlna so špičkovou amplitúdou 200 mV. Akonáhle je napätie na neinvertujúcom vstupe vyššie v porovnaní s invertujúcim vstupom, potom bude výstup tohto komparátora vysoký. V tomto prípade bude výsledkom 2,5 voltu. Podobne, akonáhle je napätie na neinvertujúcom vstupe nižšie v porovnaní s invertujúcim vstupom, potom bude výstup tohto komparátora nízky. V tomto prípade bude výsledok -2,5 voltu.
Čas odozvy tohto komparátora napätia je 40 ns, čo sa označuje ako oneskorenie alebo rýchlosť šírenia. Tento čas odozvy je čas od prekročenia prahu na vstupe, kým výstup nezmení podmienku. Rýchlosť šírenia ovplyvní, ako rýchlo môže tento komparátor prepínať podmienky a špecifikácie súvisiace so šírkou pásma. Tento napäťový komparátor má 1,2 mV vstavanú napäťovú hysterézu, ktorá bráni existencii šumu na vstupnom signáli.
Napäťový komparátor s hysteréziou
Napäťový komparátor TLV3201 s hysteréziou je uvedený nižšie pre invertujúce a neinvertujúce zosilňovače. Hysterézia je myšlienka, že výstup komparátora mení správanie obvodu. Toto je veľmi užitočné pre náš návrh obvodu, pretože komparátor napätia môže zmeniť svoje stavy bez hysterézie kvôli malým zmenám na vstupe, čo nie je žiaduce.
Invertujúci komparátor s hysteréziou
Invertujúci komparátor hysterézou potrebuje trojrezistorovú sieť, ako je znázornené v nasledujúcom obvode. Akonáhle je Vin na invertujúcom vstupe nižšie v porovnaní s VA, výstupné napätie bude vysoké.
V tomto obvode sú tri odpory reprezentované R1, R2 a R3, kde R1 a R3 sú zapojené do série pomocou R2. Nízke vstupné vypínacie napätie ako VA1 možno odvodiť z nasledujúcej rovnice.
VA1 = VCC x R2/ (R1 ||R3) + R2
Akonáhle je Vin vyššie ako VA, potom bude o/p napätie tohto komparátora nízke Takže v tomto stave bude odpory v obvode sú zapojené tak, že R2 a R3 sú zapojené do série pomocou R1. Takže vysoké vstupné vypínacie napätie ako VA2 je odvodené z nasledujúcej rovnice.
Neinvertujúci komparátor s hysteréziou
Neinvertujúci komparátor s hysterézou potrebuje dva- odpor obvod, ktorý je znázornený nižšie s referenčným napätím na invertujúcom vstupe.
Keď je VIN tohto komparátora nízke, potom môže byť nízky aj výstup. Takže na prepnutie výstupu z nízkeho na vysoký musí VIN stúpnuť na VIN1. Takže to možno vypočítať ako;
VIN1 = R1 x (VREF/R2) x VREF
Akonáhle je VIN vyššie, potom bude jeho výstup vysoký. Aby sa tento komparátor prepol späť na nízky stav, VIN by malo byť ekvivalentné VREF predtým, ako sa „VA“ opäť rovná VREF. Takže VIN možno vypočítať ako;
VIN2 = VREF(R1 + R2) – VCC x R1/R2
Táto hysterézia obvodu je hlavným rozdielom medzi VIN1 a VIN2, ktorý je definovaný pomocou nasledujúcej rovnice.
ΔVin = Vcc x R1/R2
Aplikácie
Aplikácie komparátora napätia TLV3201AQDCKRQ1 zahŕňajú nasledujúce.
- ECU alebo riadiace jednotky motora.
- BCM alebo moduly riadenia karosérie.
- BMS alebo systémy správy batérií.
- Detekcia okupanta.
- LIDAR a ultrazvukové meranie.
- Informačné a zábavné systémy HEV alebo EV Invertor & Motor Control.
- Ovládače trakcie a riadenia.
- Tento komparátor sa používa tam, kde je čas odozvy kritický.
- Napäťový komparátor TLV3201-Q1 je vynikajúci komparátor, ktorý sa používa hlavne pre prenosné aplikácie napájané z batérie a detekciu prahu rýchleho prepínania, ako je detekcia nulového kríženia a výstupný monitor PWM.
Pozrite si tento odkaz Technický list komparátora napätia TLV3201AQDCKRQ1 .
Toto je teda všetko o prehľade napäťového komparátora TLV3201 – konfigurácia pinov, špecifikácie, obvod a jeho aplikácie. Tento komparátor bol vybraný hlavne preto, že nebol drahý a má nízku dobu nábehu, napríklad pod 10 ns. Tu je pre vás otázka, čo je to an operačný zosilňovač ?
