Ein Spannungskomparator ist eine Art von elektronischer Schaltung, die verwendet wird, um eine Eingangsspannung mit einer bekannten Referenzspannung zu vergleichen und ihren Ausgangszustand basierend auf dem Eingang zu ändern, ob er unter oder über der Referenz liegt. Dies befriedigt also einfach die Notwendigkeit, Nullen, Schwellenwertüberschreitungen und Amplituden von Signalen innerhalb oder außerhalb eines Amplitudenbereichs zu erkennen. Spannungskomparatoren werden in zwei Typen eingeteilt, wie z invertierend und nicht invertierend . Die verschiedenen Formen dieser Komparatoren sind; Einzelgrenz-, Fenster-, Hysterese-Spannungsbereich und Spannungskomparatoren mit drei Zuständen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die Spannungskomparator TLV3201AQDCKRQ1 .
Was ist der Spannungskomparator TLV3201AQDCKRQ1?
Der TLV3201AQDCKRQ1 ist ein Einkanal-Komparator, der die ultimative Kombination aus niedrigem Stromverbrauch von 40 µA und hoher Geschwindigkeit von 40 ns in sehr kleinen Gehäusen bietet. Dieser Spannungskomparator verfügt über: 1 mV niedrige Offset-Spannung, großer Ausgang steuert Strom und Rail-to-Rail-Eingang. Diese Komparatoren sind außerdem extrem einfach zu entwerfen und werden dort eingesetzt, wo die Reaktionszeit von Bedeutung ist. Die Familie der TLV320x-Q1 ist in Einkanalversionen wie TLV3201-Q1 und Zweikanalversionen wie TLV3202-Q1 mit Push-Pull-Ausgängen erhältlich. Der Spannungskomparator TLV3202Q1 ist im 8-Pin-VSSOP-Gehäuse verfügbar, während der TLV3201-Q1 im 5-Pin-SC70-Gehäuse verfügbar ist.
Pin-Konfiguration:
Die Pin-Konfiguration des Spannungskomparators TLV3201AQDCKRQ1 ist unten dargestellt. Dieser Spannungskomparator enthält 5 Pins, die unten diskutiert werden.
- Pin1 (OUT): Dies ist ein Ausgangspin.
- Pin2 (GND): Dies ist ein Erdungsstift.
- Pin3 (IN+): Dies ist ein positiver Eingangspin.
- Pin4 (IN-): Dies ist ein negativer Eingangspin.
- Pin5 (VCC): Dies ist ein positiver Versorgungsstift.
Eigenschaften und Spezifikationen:
Die Merkmale und Spezifikationen des Spannungskomparators TLV3201AQDCKRQ1 werden im Folgenden erläutert.
- Kategorie – Integrierte Schaltung.
- Hergestellt von Texas Instruments.
- Die Ausgangsart ist Gegentakt.
- Die Spannungsversorgung reicht von 2,7 V bis 5,5 V.
- Die Ausbreitungsverzögerung ist gering wie 40 ns.
- Der Ruhestrom ist niedrig, etwa 40 µA für jeden Kanal.
- Der Gleichtaktbereich des Eingangs erstreckt sich um 200 mV über jede Schiene hinaus.
- Die Eingangsoffsetspannung ist niedrig wie 1 mV
- Das Paket ist 5-Pin SC70.
- Der maximale Eingangsruhestrom beträgt 0,005 µA.
- Der maximale Ruhestrom beträgt 40µA.
- Typische CMRR und PSRR sind 70 dB CMRR und 85 dB PSRR.
- Die Hysterese beträgt 1,2 mV
- Die Betriebstemperatur reicht von -40 °C bis 125 °C
- Die Montageart ist Oberflächenmontage.
Schaltplan des Spannungskomparators TLV3201AQDCKRQ1
Der Schaltplan des TLV3201AQDCKRQ1 ist unten dargestellt. Dies ist ein einzelner Komparator mit Gegentaktausgängen. Ähnlich wie andere Komparatoren enthält dieser Spannungskomparator zwei Eingänge; invertierend und nicht invertierend.
Bei dieser Komparatorschaltung ist ein invertierender Eingang mit einem Minuszeichen gekennzeichnet, während ein nicht invertierender Eingang mit einem positiven Vorzeichen gekennzeichnet ist. Die Eingänge dieses Komparators sind sehr ähnlich zu einem Operationsverstärker aber der Ausgang dieses Komparators ist ein digitaler Logikzustand.
In der obigen Schaltung ist der Eingang eine 1-MHz-Sinuswelle mit einer Spitzenamplitude von 200 mV. Sobald die Spannung am nicht invertierenden Eingang höher ist als am invertierenden Eingang, ist der Ausgang dieses Komparators hoch. In diesem Fall beträgt das Ergebnis 2,5 Volt. Sobald die Spannung am nicht invertierenden Eingang im Vergleich zum invertierenden Eingang niedriger ist, ist der Ausgang dieses Komparators in ähnlicher Weise niedrig. In diesem Fall beträgt das Ergebnis -2,5 Volt.
Die Reaktionszeit dieses Spannungskomparators beträgt 40 ns, was als Ausbreitungsverzögerung oder -geschwindigkeit bezeichnet wird. Diese Reaktionszeit ist die Zeit von der Schwellenüberschreitung am Eingang bis der Ausgang die Bedingung ändert. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit beeinflusst, wie schnell dieser Komparator Bedingungen und bandbreitenbezogene Spezifikationen umschalten kann. Dieser Spannungskomparator hat eine eingebaute Spannungshysterese von 1,2 mV, die dem Vorhandensein von Rauschen im Eingangssignal entgegenwirkt.
Spannungskomparator mit Hysterese
Der Spannungskomparator TLV3201 mit Hysterese ist unten für invertierende und nicht invertierende Verstärker angegeben. Hysterese ist die Idee, dass der Ausgang des Komparators das Schaltungsverhalten ändert. Dies ist also sehr hilfreich für unser Schaltungsdesign, da der Spannungskomparator aufgrund kleiner Änderungen innerhalb des Eingangs seine Zustände ohne Hysterese ändern könnte, was nicht wünschenswert ist.
Invertierender Komparator mit Hysterese
Der invertierende Komparator durch Hysterese benötigt ein Netzwerk aus drei Widerständen, wie in der folgenden Schaltung gezeigt. Sobald Vin am invertierenden Eingang im Vergleich zu VA niedriger ist, ist die Ausgangsspannung hoch.
In dieser Schaltung werden die drei Widerstände mit R1, R2 und R3 dargestellt, wobei R1 und R3 durch R2 in Reihe geschaltet sind. Die niedrige Eingangsauslösespannung wie VA1 kann durch die folgende Gleichung abgeleitet werden.
VA1 = VCC x R2/ (R1 ||R3) + R2
Sobald Vin höher als VA ist, ist die O / P-Spannung dieses Komparators niedrig. In diesem Zustand ist die Widerstände in der Schaltung sind verbunden, da R2 und R3 mit R1 in Reihe geschaltet sind. Die hohe Eingangsauslösespannung wie VA2 wird also durch die folgende Gleichung abgeleitet.
Nicht invertierender Komparator mit Hysterese
Ein nicht invertierender Komparator mit Hysterese benötigt einen zwei- Widerstand Schaltung, die unten gezeigt ist, mit einer Referenzspannung am invertierenden Eingang.
Sobald die VIN dieses Komparators niedrig ist, kann auch der Ausgang niedrig sein. Um also den Ausgang von niedrig auf hoch zu schalten, muss VIN auf VIN1 steigen. Dies kann also wie folgt berechnet werden:
VIN1 = R1 x (VREF/R2) x VREF
Sobald VIN höher ist, ist seine Ausgabe hoch. Um diesen Komparator zurück in einen niedrigen Zustand zu schalten, sollte VIN äquivalent zu VREF sein, bevor „VA“ wieder äquivalent zu VREF ist. VIN kann also wie folgt berechnet werden:
VIN2 = VREF(R1 + R2) – VCC x R1/R2
Diese Schaltungshysterese ist der Hauptunterschied zwischen VIN1 und VIN2, der durch die folgende Gleichung definiert ist.
ΔVin = Vcc x R1/R2
Anwendungen
Die Anwendungen des Spannungskomparators TLV3201AQDCKRQ1 umfassen Folgendes.
- ECU oder Motorsteuergeräte.
- BCM oder Body Control Modules.
- BMS oder Batteriemanagementsysteme.
- Erkennung des Insassen.
- LIDAR- und Ultraschall-Entfernungsmessung.
- Infotainment-Systeme HEV oder EV Wechselrichter- und Motorsteuerung.
- Traktions- und Lenkungssteuerungen.
- Dieser Komparator wird verwendet, wenn die Reaktionszeit kritisch ist.
- Der Spannungskomparator TLV3201-Q1 ist ein ausgezeichneter Komparator, der hauptsächlich für batteriebetriebene, tragbare Anwendungen und schnell schaltende Schwellenwerterkennung wie Nulldurchgangserkennung und PWM-Ausgangsüberwachung verwendet wird.
Bitte beachten Sie diesen Link für Datenblatt zum Spannungskomparator TLV3201AQDCKRQ1 .
Hier geht es also um einen Überblick über den Spannungskomparator TLV3201 – Pin-Konfiguration, Spezifikationen, Schaltung und seine Anwendungen. Dieser Komparator wurde hauptsächlich gewählt, weil er nicht teuer war und eine niedrige Anstiegszeit von unter 10 ns hat. Hier ist eine Frage an Sie, was ist ein Operationsverstärker ?
