Parametry datového listu komparátoru

Tento příspěvek vám pomůže porozumět několika zásadním parametrům nebo specifikacím komparátoru, které se obecně nacházejí v datových listech komparátoru IC.

Některé z hlavních parametrů, se kterými se můžete setkat v datovém listu obchodníka, jsou:

• Šíření zpoždění
• Aktuální spotřeba
• Typ koncového stupně (otevřený kolektor / odtok nebo push-pull)
• Vstupní ofsetové napětí, hystereze
• Schopnost výstupního proudu
• Čas vzestupu a pádu
• Vstupní rozsah napětí v běžném režimu

Kromě toho můžete také najít další parametry, jako jsou: vstupní zkreslení proudu, společný režim a poměr odmítnutí napájení, funkce vzorkování / zadržení a doba spuštění.

Většinou bude mít jeden komparátorový čip 5 pinů: pár pinů pro vstup napájení VCC +, VCC-, dva piny pro napájení vstupních signálů IN +, IN- a jeden výstupní pin OUT. U některých integrovaných obvodů může být pro pohotovostní funkci další pin.

Z naší dřívější diskuse víme, že když VIN (+)> VIN (-), výstup je ve vysokém stavu, pokud VIN (+)

Jinými slovy, pokud má neinvertující vstup (+) vyšší úroveň napětí než invertující vstup (-), výstupní tranzistor uvnitř kompartátoru se vypne.

To znamená, že jeho sběrací kolík bude zobrazovat otevřený stav. Vzhledem k tomu, že tento kolektorový kolík má být spojen s kladnou napájecí kolejnicí prostřednictvím vytahovacího odporu, umožňuje v této situaci kolektoru mít kladný nebo vysoký logický výstup.

Typ koncového stupně (otevřený kolektor / odtok nebo push-pull)

Pokud jde o konfiguraci výstupního kolíku, komparátory jsou dvou typů: push-pull a otevřený kolektor (otevřený odtok).

V konfiguraci push-pull může být zátěž přímo spojena mezi kolíkem kolektoru kompartaoru a kladným vedením, což umožňuje zapnutí / vypnutí zátěže v závislosti na podmínkách vstupního signálu. Funguje to jako přepínání typu push-pull, a tedy i název.

Alternativně může být kolektorový kolík spojen s kladnou kolejnicí prostřednictvím pull-up rezistoru a potom může být výstup kolektoru použit jako logický výstup push-pull. Jednou z výhod této konfigurace je, že umožňuje použít pro zátěž jinou úroveň napětí než Vcc komparátoru.

V režimu otevřeného kolektoru může komparátor pouze snižovat proud, ale nemůže dodávat proud do zátěže. Vzhledem ke svému omezenému rozsahu se tento režim používá jen zřídka, i když umožňuje připojení více než jednoho výstupu v režimu brány OR pro určitou aplikaci.

Parametry datového listu komparátoru

Rozsah vstupního společného napětí - VICM:

Rozsah vstupního napětí v běžném režimu je míra napětí, která spadá do přijatelného vstupního rozsahu kompartátoru.

Je to napěťový rozsah, ve kterém jsou oba vstupy kompartátoru povinně používány pro zajištění fungování konfigurace.

V tomto režimu vstupy pracují s kompletním napájecím rozsahem Vcc až 0V napříč jejich vstupními piny, proto se také nazývá vstupní stupeň železnice na železnici.

Doporučuje se však vyhnout se vstupnímu rozsahu společného režimu mezi kolejnicemi, pokud to není nutné, aby se minimalizovala spotřeba energie zařízení.

Vstupní ofsetové napětí - VIO (VTRIP)

Parametr VIO je minimální hodnota vstupního rozdílu, která může být na pokraji způsobení přepnutí výstupu do stavu. Úroveň rozdílu vstupního offsetového napětí na vstupu může ovlivnit rozlišení komparátoru, protože tato rozdílová velikost může být velmi malá a způsobit nestabilitu stavu přepínání výstupu. Proto takové malé posunuté signály mohou způsobit, že se výstup bude chovat abnormálně nebo se jednoduše vůbec nepřepne.

Nízký rozdíl může způsobit nestabilitu tranzistoru komparátoru, což má za následek zvýšení podmínek napětí vstupního offsetu.

Pro společníky, kteří mají interní hystereze povolené VIO je definováno jako průměrná úroveň součtu VTRIP + a VTRIP- a hodnota hystereze VHYST = VTRIP + - VTRIP- kde VTRIP + a VTRIP- představují vstupní diferenciální napětí, které způsobí přepnutí výstupu z nízkého do vysokého stavu nebo vysoký až nízký stav.

CMRR a SVR

CMRR znamená poměr odmítnutí napětí v běžném režimu, poskytuje vztah mezi vstupním offsetovým napětím VIO a vstupním napětím VICM v běžném režimu. To lze chápat jako poměr hodnoty napětí v běžném režimu na vstupním offsetovém napětí. Tento parametr je obvykle vyjádřen v logaritmickém měřítku jako:

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

CMRR se počítá měřením dvou velikostí vstupního offsetového napětí odebíraných pro dvě různá vstupní napětí v běžném režimu (obvykle 0 V a VCC).

Termín SVR znamená „odmítnutí napájecího napětí“ a je definován jako parametr, který poskytuje vztah mezi vstupním offsetovým napětím VIO a napájecím napětím.

Změna napájecího napětí má schopnost do určité míry ovlivnit předpětí dvojic vstupních diferenciálních tranzistorů. To znamená, že změna může také způsobit mírnou změnu vstupního offsetového napětí.

To je vyjádřeno vzorcem:

SVR [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Zisk napětí

Tento parametr nám pomáhá pochopit čistý zisk komparátoru. Pokud je komparátoru přiřazena specifikace s vyšším ziskem, znamená to vylepšenou odezvu zařízení na malé rozdíly vstupního signálu.

Typicky může být rozsah AVD kompartátoru 200 V / mV (106 dB). Teoreticky je amplituda 200 V dosažena, když je vstup 1 mV zesílen 106 dB. U skutečného zařízení však bude kolísání špičkové úrovně omezeno hodnotou Vcc.

Všimněte si, že AVD nikdy nemůže mít žádný vliv na externí hysterezi, protože výstup bude buď ve vysokém nebo nízkém stavu a nikdy mezi nimi.

Šíření zpoždění

TPD je definován jako časový rozdíl mezi okamžikem, kdy vstupní signál právě překročí referenční vstupní úroveň, a okamžikem, kdy výstupní stav právě změnil stavy.

Z našich předchozích diskusí víme, že výstup kompartátoru se přepíná v reakci na rozdíl napětí vstupního kolíku.

Propagační zpoždění TPD nám poskytuje specifikaci, která naznačuje, jak rychle mají vstupní piny schopnost snímat rozdíl a bez problémů přepínat výstup.

V zásadě nám TPD říká o úrovni vstupní frekvence, kterou může komparátor pohodlně zpracovat pro generování platných výstupních odpovědí.

Hystereze

Víme, že hystereze je parametr, který zakazuje rychlé změny výstupu v reakci na nestabilní nebo kolísavý vstup.

Normálně může v komparátoru výstupní napětí oscilovat nebo rychle kolísat, když se vstupní diferenciální signál pohybuje poblíž referenční hodnoty. Nebo k tomu může dojít, když má vstupní signál velmi nízkou amplitudu, což způsobí, že se vstupní diferenciální úroveň rychle změní.

Vestavěná hystereze

Ve skutečnosti existuje mnoho komparátorů, které mají zabudovanou funkci hystereze. To může být kolem několika mV, což je dost pro potlačení nežádoucího přepínání výstupu bez ovlivnění rozlišení zařízení.

U takových zařízení se vyhodnocovaná průměrná horní a dolní mezní napětí nazývají vstupní offsetové napětí VIO a rozdíl VTRIP + / VTRIP- se označuje jako hysterezní napětí nebo VHYST.

Externí hystereze

V případě, že komparátor nemá vestavěnou hysterezi nebo pokud je zamýšlená úroveň hystereze relativně větší, může být přidána externí konfigurace pro implementaci funkce hystereze prostřednictvím sítě s pozitivní zpětnou vazbou, jak je uvedeno níže.

Balení

Tady je několik zásadních parametrů datového listu compartoru, které budou užitečné pro všechny nadšence, kteří se snaží dosáhnout prefektního komparátoru, pokud máte další informace ohledně tohoto tématu se o ně můžete podělit prostřednictvím svých komentářů.