Parameter des Vergleichsdatenblatts

Dieser Beitrag hilft Ihnen dabei, einige der entscheidenden Komparatorparameter oder -spezifikationen zu verstehen, die im Allgemeinen in IC-Datenblättern für Komparatoren enthalten sind.

Einige der wichtigsten Parameter, auf die Sie im Datenblatt eines Kompartiments stoßen können, sind:

• Ausbreitungsverzögerung
• Derzeitiger Verbrauch
• Typ der Ausgangsstufe (offener Kollektor / Abfluss oder Gegentakt)
• Eingangsoffsetspannung, Hysterese
• Ausgangsstromfähigkeit
• Anstiegs- und Abfallzeit
• Gleichtaktspannungsbereich eingeben

Abgesehen von diesen finden Sie möglicherweise auch andere Parameter wie: Eingangsvorspannungsstrom, Gleichtakt- und Netzteilunterdrückungsverhältnis, Abtast- / Haltefunktion und Startzeit.

Meistens hat ein einzelner Komparatorchip 5 Pins: ein paar Pins für den Leistungseingang VCC +, VCC-, zwei Pins für die Einspeisung der Eingangssignale IN +, IN- und einen einzelnen Ausgang OUT. In einigen ICs befindet sich möglicherweise ein zusätzlicher Pin für die Standby-Funktion.

Von unserer frühere Diskussionen Wir wissen, dass wenn VIN (+)> VIN (-), der Ausgang in einem hohen Zustand ist, wenn VIN (+)

Mit anderen Worten, wenn der nichtinvertierende Eingang (+) einen höheren Spannungspegel als der invertierende Eingang (-) hat, wird der Ausgangstransistor im Kompartiment ausgeschaltet.

Dies bedeutet, dass der Sammelstift einen offenen Zustand aufweist. Da dieser Kollektorstift über einen Pull-up-Widerstand mit der positiven Versorgungsschiene verbunden sein soll, kann der Kollektor in dieser Situation einen positiven oder einen hohen Logikausgang haben.

Typ der Ausgangsstufe (offener Kollektor / Abfluss oder Gegentakt)

In Bezug auf die Konfiguration der Ausgangsstifte gibt es zwei Arten von Komparatoren: Gegentakt und offener Kollektor (offener Abfluss).

In einer Push-Pull-Konfiguration kann die Last direkt zwischen dem Kollektorstift des Kompartiments oder der positiven Leitung angeschlossen werden, wodurch die Last abhängig von den Eingangssignalbedingungen ein- und ausgeschaltet werden kann. Dies funktioniert wie ein Push-Pull-Wechsel und daher der Name.

Alternativ kann der Kollektorstift über einen Pull-up-Widerstand mit der positiven Schiene verbunden werden, und dann kann der Kollektorausgang als Push-Pull-Logikausgang verwendet werden. Einer der Vorteile dieser Konfiguration besteht darin, dass ein anderer Spannungspegel als der Vcc des Komparators für die Last verwendet werden kann.

Im Open-Collector-Modus kann der Komparator nur Strom aufnehmen, aber keine Last an die Last liefern. Aufgrund seines begrenzten Umfangs wird dieser Modus selten verwendet, obwohl für eine bestimmte Anwendung mehr als ein Ausgang im ODER-Gatter-Modus angeschlossen werden kann.

Parameter des Vergleichsdatenblatts

Eingangsgleichtaktspannungsbereich - VICM:

Der Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich ist ein Maß für die Spannung, die innerhalb des akzeptablen Eingangsbereichs des Kompartiments liegt.

Es ist ein Spannungsbereich, in dem beide Eingänge des Kompartiments zwingend verwendet werden, um das Funktionieren der Konfiguration sicherzustellen.

In diesem Modus arbeiten die Eingänge mit dem gesamten Versorgungsbereich von Vcc bis 0 V über ihre Eingangspins, daher wird dies auch als Rail-to-Rail-Eingangsstufe bezeichnet.

Es wird jedoch empfohlen, einen Gleichtakt-Eingangsbereich von Schiene zu Schiene zu vermeiden, sofern dies nicht erforderlich ist, um den Stromverbrauch des Geräts zu minimieren.

Eingangsoffsetspannung - VIO (VTRIP)

Der VIO-Parameter ist der minimale Eingangsdifferenzwert, der möglicherweise kurz davor steht, dass der Ausgang seinen Zustand umschaltet. Der Differenzpegel der Eingangsoffsetspannung am Eingang kann die Auflösung des Komparators beeinflussen, da diese Differenzgröße sehr klein sein und eine Instabilität für den Umschaltzustand des Ausgangs verursachen kann. Daher können solche kleinen Offset-Signale dazu führen, dass sich der Ausgang abnormal verhält oder einfach überhaupt nicht schaltet.

Eine niedrige Differenz kann dazu führen, dass der Komparatortransistor instabil wird, was zu einer Erhöhung der Bedingungen für die Eingangsoffsetspannung führt.

Für Kompartimente, die interne haben Hysterese Aktiviertes VIO ist definiert als der durchschnittliche Pegel der Summe von VTRIP + und VTRIP- und der Hysteresewert von VHYST = VTRIP + - VTRIP-, wobei VTRIP + und VTRIP- die Eingangsdifferenzspannung darstellen, die bewirkt, dass der Ausgang vom niedrigen in den hohen Zustand wechselt oder hoher bis niedriger Zustand.

CMRR und SVR

CMRR steht für Gleichtaktspannungsunterdrückungsverhältnis und liefert die Beziehung zwischen der Eingangsoffsetspannung VIO und der Eingangsgleichtaktspannung VICM. Dies kann als Verhältnis des Gleichtaktspannungswerts zur Eingangsoffsetspannung verstanden werden. Dieser Parameter wird normalerweise in logarithmischer Skala ausgedrückt als:

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

CMRR wird berechnet, indem zwei Eingangsversatzspannungsgrößen gemessen werden, die für zwei verschiedene Eingangsgleichtaktspannungen (typischerweise 0 V und VCC) genommen wurden.

Der Begriff SVR steht für 'Versorgungsspannungsunterdrückung' und ist als ein Parameter definiert, der die Beziehung zwischen der Eingangsoffsetspannung VIO und der Versorgungsspannung liefert.

Das Ändern der Versorgungsspannung hat die Fähigkeit, die Vorspannung der Eingangsdifferentialtransistorpaare etwas zu beeinflussen. Dies impliziert, dass die Änderung auch dazu führen kann, dass sich die Eingangsoffsetspannung geringfügig ändert.

Dies wird durch die Formel ausgedrückt:

SVR [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Spannungsverstärkung

Dieser Parameter hilft uns, den Nettogewinn des Komparators zu verstehen. Wenn dem Komparator höhere Verstärkungsspezifikationen zugeordnet werden, bedeutet dies eine verbesserte Reaktion des Geräts auf kleine Eingangssignaldifferenzen.

Typischerweise kann der AVD-Bereich eines Kompartiments 200 V / mV (106 dB) betragen. Theoretisch wird eine Amplitude von 200 V erreicht, wenn ein 1-mV-Eingang mit 106 dB verstärkt wird. Bei einem realen Gerät wird der Spitzenpegelschwung jedoch durch den Wert von Vcc begrenzt.

Beachten Sie, dass die AVD niemals einen Einfluss auf die externe Hysterese haben kann, da sich der Ausgang entweder im hohen oder niedrigen Zustand befindet und niemals dazwischen.

Ausbreitungsverzögerung

TPD ist definiert als die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Eingangssignal gerade den Referenzeingangspegel überschreitet, und dem Zeitpunkt, zu dem der Ausgangszustand gerade seinen Zustand geändert hat.

Aus unseren vorherigen Diskussionen wissen wir, dass der Ausgang des Kompartiments als Reaktion auf die Spannungsdifferenz des Eingangsstifts umschaltet.

Ausbreitungsverzögerung TPD liefert uns die Spezifikation, die angibt, wie schnell die Eingangsstifte in der Lage sind, den Unterschied zu erkennen und den Ausgang ohne Probleme umzuschalten.

Grundsätzlich gibt TPD Auskunft über den Eingangsfrequenzpegel, den der Komparator bequem verarbeiten kann, um gültige Ausgangsantworten zu generieren.

Hysterese

Wir wissen, dass die Hysterese ein Parameter ist, der schnelle Änderungen eines Ausgangs als Reaktion auf einen instabilen oder schwankenden Eingang verhindert.

Normalerweise kann in einem Komparator die Ausgangsspannung schnell schwingen oder schwanken, wenn das Eingangsdifferenzsignal nahe am Referenzwert schwebt. Oder dies kann passieren, wenn das Eingangssignal eine sehr niedrige Amplitude hat, wodurch sich der Eingangsdifferenzpegel schnell ändert.

Eingebaute Hysterese

Es gibt tatsächlich viele Komparatorgeräte, die über eine integrierte Hysteresefunktion verfügen. Dies kann bei einigen mV liegen, was völlig ausreicht, um unerwünschte Ausgangsschaltungen zu unterdrücken, ohne die Geräteauflösung zu beeinträchtigen.

Für solche Geräte wird die ausgewertete durchschnittliche obere und untere Spannungsgrenze als Eingangsoffsetspannung VIO bezeichnet, und die Differenz VTRIP + / VTRIP- wird als Hysteresespannung oder VHYST bezeichnet.

Externe Hysterese

Wenn der Komparator keine eingebaute Hysterese aufweist oder wenn der beabsichtigte Hysteresepegel relativ größer ist, kann eine externe Konfiguration zum Implementieren der Hysteresefunktionalität über ein positives Rückkopplungsnetzwerk hinzugefügt werden, wie unten gezeigt.

Einpacken

Dies sind also einige wichtige Parameter für das Compartaor-Datenblatt, die für alle Enthusiasten hilfreich sind, die versuchen, ein auf Präfektenkomparatoren basierendes Design zu erzielen, wenn Sie dies haben weitere Informationen Bitte teilen Sie uns diesbezüglich Ihre Kommentare mit.