Parametri della scheda tecnica del comparatore

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Questo post ti aiuterà a comprendere alcuni dei parametri o delle specifiche del comparatore cruciali che si trovano generalmente nelle schede tecniche dei circuiti integrati del comparatore.

Alcuni dei principali parametri che potresti incontrare nella scheda tecnica di un confronto sono:



  • Ritardo di propagazione
  • Consumo attuale
  • Tipo di stadio finale (open collector / drain o push-pull)
  • Tensione di offset in ingresso, isteresi
  • Capacità di corrente di uscita
  • Tempo di salita e discesa
  • Intervallo di tensione di modo comune in ingresso

Oltre a questi si possono trovare anche altri parametri come: corrente di polarizzazione in ingresso, modo comune e rapporto di reiezione dell'alimentatore, funzione di campionamento / mantenimento e tempo di avvio.

Principalmente, un singolo chip comparatore avrà 5 pin: un paio di pin per l'ingresso di alimentazione VCC +, VCC-, due pin per l'alimentazione dei segnali di ingresso IN +, IN- e un singolo pin di uscita OUT. In alcuni circuiti integrati potrebbe esserci un pin aggiuntivo per la funzione standby.



Dal nostro discussioni precedenti sappiamo che quando VIN (+)> VIN (-), l'uscita è in stato alto, se VIN (+)

In altre parole, quando l'ingresso non invertente (+) ha un livello di tensione maggiore dell'ingresso invertente (-), il transistor di uscita all'interno del comparatore verrà spento.

Significa che il suo perno di raccolta mostrerà una condizione aperta. Poiché questo pin del collettore dovrebbe essere collegato al rail di alimentazione positivo tramite un resistore di pull-up, in questa situazione il collettore può avere un'uscita logica positiva o alta.

Tipo di stadio finale (open collector / drain o push-pull)

Per quanto riguarda la configurazione dei pin di uscita, i comparatori sono di due tipi: push-pull e open collector (open drain).

In una configurazione push-pull, il carico può essere collegato direttamente tra il pin del collettore del comparatore e la linea positiva che consente di accendere / spegnere il carico a seconda delle condizioni del segnale di ingresso. Funziona come una commutazione push-pull e da qui il nome.

In alternativa, il pin del collettore può essere collegato al rail positivo tramite un resistore di pull-up, quindi l'uscita del collettore può essere utilizzata come uscita logica push-pull. Uno dei vantaggi di questa configurazione è che consente di utilizzare per il carico un livello di tensione diverso dal Vcc del comparatore.

Nella modalità open collector, il comparatore può solo assorbire corrente, ma non può fornire corrente al carico. A causa della sua portata limitata, questa modalità viene utilizzata raramente, sebbene consenta di collegare più di un'uscita in modalità porta OR per un'applicazione specifica.

Parametri della scheda tecnica del comparatore

Intervallo di tensione di modo comune in ingresso - VICM:

L'intervallo di tensione di modo comune di ingresso è una misura della tensione che rientra nell'intervallo di ingresso accettabile del comparatore.

E 'un range di tensione in cui entrambi gli ingressi del comparatore sono obbligatoriamente utilizzati per garantire il funzionamento della configurazione.

In questa modalità gli ingressi funzionano con l'intera gamma di alimentazione da Vcc a 0V attraverso i pin di ingresso, quindi è anche chiamato stadio di ingresso rail to rail.

Tuttavia, si consiglia di evitare un intervallo di ingresso di modo comune rail to rail a meno che non sia necessario, per ridurre al minimo il consumo di energia del dispositivo.

Tensione di offset in ingresso - VIO (VTRIP)

Il parametro VIO è il valore minimo della differenza di ingresso che può essere sul punto di far sì che l'uscita cambi il suo stato. Il livello differenziale della tensione di offset in ingresso all'ingresso può influenzare la risoluzione del comparatore poiché questa grandezza differenziale potrebbe essere molto piccola e causare instabilità per lo stato di commutazione dell'uscita. Pertanto tali piccoli segnali di offset possono far sì che l'uscita si comporti in modo anormale o semplicemente non commuti affatto.

Un differenziale basso può rendere instabile il transistor del comparatore, con conseguente aumento delle condizioni di tensione di offset in ingresso.

Per i confronti che hanno interni isteresi VIO abilitato è definito come il livello medio della somma di VTRIP + e VTRIP-, e il valore di isteresi di VHYST = VTRIP + - VTRIP- dove VTRIP + e VTRIP- costituiscono la tensione differenziale di ingresso che fa passare l'uscita dallo stato basso a quello alto o da alto a basso rispettivamente.

CMRR e SVR

CMRR sta per rapporto di reiezione della tensione di modo comune, fornisce la relazione tra la tensione di offset di ingresso VIO e la tensione di modo comune di ingresso VICM. Questo può essere inteso come un rapporto tra il valore della tensione di modo comune e la tensione di offset in ingresso. Questo parametro è solitamente espresso in scala logaritmica come:

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

CMRR viene calcolato misurando due grandezze di tensione di offset di ingresso prese per due diverse tensioni di modo comune di ingresso (tipicamente 0 V e VCC).

Il termine SVR sta per 'reiezione della tensione di alimentazione' ed è definito come un parametro che fornisce la relazione tra la tensione di offset in ingresso VIO e la tensione di alimentazione.

La modifica della tensione di alimentazione ha la capacità di influenzare in qualche modo la polarizzazione delle coppie di transistor differenziali di ingresso. Ciò implica che la variazione potrebbe anche causare una leggera variazione della tensione di offset in ingresso.

Questo si esprime attraverso la formula:

SVR [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Guadagno di tensione

Questo parametro ci aiuta a capire il guadagno netto del comparatore. Quando al comparatore vengono attribuite specifiche di guadagno più elevate, significa una migliore risposta del dispositivo a piccoli differenziali del segnale di ingresso.

In genere, l'intervallo AVD di un comparatore può essere 200 V / mV (106 dB). Teoricamente, l'ampiezza di 200 V si ottiene quando un ingresso di 1 mV viene amplificato con 106 dB. Tuttavia, per un dispositivo reale, l'oscillazione del livello di picco sarà limitata dal valore di Vcc.

Si noti che l'AVD non può mai avere alcun effetto sull'isteresi esterna poiché l'uscita sarà in uno stato alto o basso, e mai nel mezzo.

Ritardo di propagazione

TPD è definito come la differenza di tempo tra l'istante in cui il segnale di ingresso attraversa appena il livello di ingresso di riferimento e l'istante in cui lo stato dell'uscita ha appena cambiato stato.

Dalle nostre discussioni precedenti sappiamo che l'uscita del comparatore cambia in risposta alla differenza di tensione del pin di ingresso.

Ritardo di propagazione TPD ci fornisce le specifiche che suggeriscono quanto velocemente i pin di input hanno la capacità di rilevare la differenza e di attivare / disattivare l'output senza problemi.

Fondamentalmente, TPD ci parla del livello di frequenza di ingresso che il comparatore può elaborare comodamente per generare risposte di uscita valide.

Isteresi

Sappiamo che l'isteresi è un parametro che proibisce modifiche rapide di un'uscita in risposta a un ingresso instabile o fluttuante.

Normalmente, in un comparatore la tensione di uscita può oscillare o fluttuare rapidamente quando il segnale differenziale di ingresso si avvicina al valore di riferimento. Oppure questo può accadere quando il segnale di ingresso ha un'ampiezza molto bassa, causando un rapido cambiamento del livello del differenziale di ingresso.

Isteresi incorporata

In realtà ci sono molti dispositivi di confronto che dispongono di una funzionalità di isteresi incorporata. Questo può essere intorno a pochi mV, il che è abbastanza per sopprimere la commutazione indesiderata dell'uscita senza influire sulla risoluzione dei dispositivi.

Per tali dispositivi, i limiti di tensione medio superiore e inferiore valutati sono chiamati tensione di offset di ingresso VIO e la differenza VTRIP + / VTRIP- è definita tensione di isteresi o VHYST.

Isteresi esterna

Nel caso in cui il comparatore sia senza isteresi incorporata, o se il livello di isteresi previsto è relativamente maggiore, è possibile aggiungere una configurazione esterna per implementare la funzionalità di isteresi tramite una rete di feedback positivo, come mostrato di seguito.

Avvolgendo

Quindi questi alcuni parametri cruciali della scheda tecnica di confronto che saranno utili per tutti gli appassionati che cercano di ottenere un design basato sul comparatore perfetto, se hai ulteriori informazioni riguardo a questo argomento non esitate a condividerli attraverso i vostri commenti.




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