Un comparatore di tensione è un tipo di circuito elettronico, utilizzato per confrontare una tensione di ingresso attraverso una tensione di riferimento nota e modificare la sua condizione di uscita in base all'ingresso se era al di sotto o al di sopra del riferimento. Quindi questo soddisfa semplicemente la necessità di rilevare valori nulli, superamenti di soglia e ampiezze del segnale all'interno o all'esterno di un intervallo di ampiezza. I comparatori di tensione sono classificati in due tipi come invertente e non invertente . Le diverse forme di questi comparatori sono; limite singolo, finestra, intervallo di tensione di isteresi e comparatori di tensione a tre stati. Questo articolo discute una panoramica del Comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1 .
Cos'è il comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1?
TLV3201AQDCKRQ1 è un comparatore a canale singolo che fornisce la combinazione definitiva di 40 µA di basso consumo energetico e 40 ns di alta velocità in contenitori molto piccoli. Caratteristiche di questo comparatore di tensione; Bassa tensione di offset di 1 mV, grande uscita per pilotare la corrente e l'ingresso rail-to-rail. Questi comparatori sono anche estremamente semplici da progettare e utilizzati dove il tempo di risposta è significativo. La famiglia di TLV320x-Q1 è disponibile nelle versioni a canale singolo come TLV3201-Q1 ea doppio canale come TLV3202-Q1 con uscite push-pull. Il comparatore di tensione TLV3202Q1 è accessibile nel contenitore VSSOP a 8 pin, mentre il TLV3201-Q1 è accessibile nel contenitore SC70 a 5 pin.
Configurazione pin:
Di seguito è mostrata la configurazione dei pin del comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1. Questo comparatore di tensione include 5 pin che sono discussi di seguito.
- Pin1 (OUT): è un pin di uscita.
- Pin2 (GND): è un pin di messa a terra.
- Pin3 (IN+): è un pin di ingresso positivo.
- Pin4 (IN-): è un pin di ingresso negativo.
- Pin5 (VCC): è un pin di alimentazione positivo.
Caratteristiche e specifiche:
Le caratteristiche e le specifiche del comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1 sono discusse di seguito.
- Categoria – Circuito integrato.
- Prodotto da Texas Instruments.
- Il tipo di uscita è push-pull.
- La tensione di alimentazione varia da 2,7 V a 5,5 V.
- Il ritardo di propagazione è basso come 40 ns.
- La corrente di riposo è bassa come 40 µA per ciascun canale.
- L'intervallo di ingresso in modalità comune si estende a 200 mV oltre qualsiasi binario.
- La tensione di offset in ingresso è bassa come 1 mV
- Il pacchetto è SC70 a 5 pin.
- La massima corrente di polarizzazione in ingresso è 0,005 µA.
- La massima corrente di riposo è di 40µA.
- Tipici CMRR e PSRR sono 70dB CMRR e 85dB PSRR.
- L'isteresi è 1,2 mV
- La temperatura di esercizio varia da -40°C a 125°C
- Il tipo di montaggio è a montaggio superficiale.
Schema del circuito del comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1
Di seguito è mostrato lo schema del circuito TLV3201AQDCKRQ1. Questo è un singolo comparatore con uscite push-pull. Simile ad altri comparatori, questo comparatore di tensione include due ingressi; invertente e non invertente.
In questo circuito comparatore, un ingresso invertente è indicato con un segno meno mentre un ingresso non invertente è indicato con un segno positivo. Gli ingressi di questo comparatore sono molto simili a un amplificatore operazionale ma l'uscita di questo comparatore è uno stato logico digitale.
Nel circuito di cui sopra, l'ingresso è un'onda sinusoidale da 1 MHz con un'ampiezza di picco di 200 mV. Una volta che la tensione è maggiore all'ingresso non invertente rispetto all'ingresso invertente, l'uscita di questo comparatore sarà alta. In questo caso, il risultato sarà 2,5 volt. Allo stesso modo, una volta che la tensione è inferiore all'ingresso non invertente rispetto all'ingresso invertente, l'uscita di questo comparatore sarà bassa. In questo caso, il risultato sarà -2,5 volt.
Il tempo di risposta di questo comparatore di tensione è di 40 ns, indicato come ritardo o velocità di propagazione. Questo tempo di risposta è il tempo dal superamento della soglia all'ingresso fino a quando l'uscita modifica la condizione. La velocità di propagazione influenzerà la velocità con cui questo comparatore può cambiare condizioni e specifiche relative alla larghezza di banda. Questo comparatore di tensione ha 1,2 mV di un'isteresi di tensione incorporata che si oppone all'esistenza di rumore sul segnale di ingresso.
Comparatore di tensione con isteresi
Di seguito viene fornito il comparatore di tensione TLV3201 con isteresi per amplificatori invertenti e non invertenti. L'isteresi è l'idea che l'uscita del comparatore modifichi il comportamento del circuito. Quindi questo è molto utile per la nostra progettazione del circuito perché il comparatore di tensione potrebbe cambiare i suoi stati senza isteresi a causa di piccoli cambiamenti all'interno dell'ingresso che non sono desiderabili.
Comparatore invertente con isteresi
Il comparatore invertente per isteresi necessita di una rete a tre resistori come mostrato nel seguente circuito. Una volta che Vin all'ingresso invertente è inferiore rispetto a VA, la tensione di uscita sarà alta.
In questo circuito, i tre resistori sono rappresentati con R1, R2 e R3 dove R1 e R3 sono collegati in serie da R2. La bassa tensione di intervento in ingresso come VA1 può essere derivata dalla seguente equazione.
VA1 = VCC x R2/ (R1 ||R3) + R2
Una volta che Vin è superiore a VA, la tensione o/p di questo comparatore sarà bassa. Quindi in questa condizione, il resistori nel circuito sono collegati come R2 e R3 sono collegati in serie da R1. Quindi l'alta tensione di intervento in ingresso come VA2 è derivata dalla seguente equazione.
Comparatore non invertente con isteresi
Un comparatore non invertente con isteresi necessita di due resistore circuito che è mostrato sotto con una tensione di riferimento all'ingresso invertente.
Una volta che il VIN di questo comparatore è basso, anche l'uscita può essere bassa. Quindi, per cambiare l'uscita da bassa ad alta, VIN deve salire a VIN1. Quindi, questo può essere calcolato come;
VIN1 = R1 x (VREF/R2) x VREF
Una volta che VIN è più alto, il suo output sarà alto. Per riportare questo comparatore a una condizione bassa, VIN dovrebbe essere equivalente a VREF prima che 'VA' sia ancora una volta equivalente a VREF. Quindi, VIN può essere calcolato come;
VIN2 = VREF(R1 + R2) – VCC x R1/R2
Questa isteresi del circuito è la differenza principale tra VIN1 e VIN2 che è definita attraverso la seguente equazione.
ΔVin = Vcc x R1/R2
Applicazioni
Le applicazioni del comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1 includono quanto segue.
- ECU o unità di controllo del motore.
- BCM o moduli di controllo del corpo.
- BMS o sistemi di gestione della batteria.
- Rilevamento dell'occupante.
- LIDAR e misurazione ultrasonica.
- Sistemi di infotainment Inverter HEV o EV e controllo motore.
- Controllori di trazione e sterzo.
- Questo comparatore viene utilizzato quando il tempo di risposta è critico.
- Il comparatore di tensione TLV3201-Q1 è un eccellente comparatore utilizzato principalmente per applicazioni portatili alimentate a batteria e per il rilevamento di soglie a commutazione rapida come il rilevamento zero-crossing e il monitoraggio dell'uscita PWM.
Si prega di fare riferimento a questo link per Scheda tecnica del comparatore di tensione TLV3201AQDCKRQ1 .
Pertanto, si tratta di una panoramica del comparatore di tensione TLV3201: configurazione dei pin, specifiche, circuito e relative applicazioni. Questo comparatore è stato scelto principalmente perché non era costoso e ha un tempo di salita basso, inferiore a 10 ns. Ecco una domanda per te, cos'è un amplificatore operazionale ?
