Paràmetres del full de dades del comparador

Aquesta publicació us ajudarà a entendre alguns dels paràmetres o especificacions crucials del comparador que generalment es troben als fulls de dades del CI del comparador.

Alguns dels paràmetres principals que podeu trobar al full de dades d'un compartaor són:

• Retard de propagació
• Consum actual
• Tipus d'etapa de sortida (col·lector obert / drenatge o push-pull)
• Tensió de compensació d’entrada, histèresi
• Capacitat de sortida actual
• Temps de pujada i caiguda
• Rang de tensió en mode comú d’entrada

A part d'aquests, també podeu trobar altres paràmetres com ara: corrent de biaix d'entrada, mode comú i relació de rebuig de la font d'alimentació, funció de mostra / retenció i temps d'inici.

Majoritàriament, un sol xip comparador tindrà 5 pins: un parell de pins per a l’entrada d’alimentació VCC +, VCC-, dos pins per alimentar els senyals d’entrada IN +, IN- i un sol pin de sortida OUT. En alguns circuits integrats pot haver-hi un pin extra per a la funció d'espera.

Des del nostre discussions anteriors sabem que quan VIN (+)> VIN (-), la sortida es troba en estat alt, si VIN (+)

Dit d’una altra manera, quan l’entrada no inversora (+) té un nivell de tensió superior a l’entrada inversora (-), el transistor de sortida dins del compartaor s’apagarà.

És a dir, el seu pin col·lector mostrarà un estat obert. Atès que se suposa que aquest pin del col·lector està relacionat amb el carril d'alimentació positiu mitjançant una resistència de tracció, permet que el col·lector tingui una sortida lògica positiva o alta en aquesta situació.

Tipus d'etapa de sortida (col·lector obert / drenatge o push-pull)

Pel que fa a la configuració del pin de sortida, els comparadors són de dos tipus: push-pull i open collector (drenatge obert).

En una configuració push-pull, la càrrega es pot connectar directament entre el pin del col·lector del compartaor i la línia positiva que permet activar / desactivar la càrrega en funció de les condicions del senyal d'entrada. Això funciona com un commutador push-pull i d’aquí el nom.

Alternativament, el pin del col·lector es pot connectar amb el carril positiu mitjançant una resistència de tracció, i llavors la sortida del col·lector es pot utilitzar com a sortida lògica push-pull. Un dels avantatges d’aquesta configuració és que permet utilitzar un nivell de voltatge diferent del Vcc del comparador per a la càrrega.

En el mode de col·lector obert, el comparador només pot enfonsar corrent, però no pot subministrar corrent a la càrrega. A causa del seu abast limitat, aquest mode poques vegades s'utilitza, tot i que permet connectar més d'una sortida en el mode de porta O per a una aplicació especificada.

Paràmetres del full de dades del comparador

Rang de tensió en mode comú d’entrada: VICM:

L’interval de voltatge en mode comú d’entrada és una mesura de voltatge que es troba dins del rang d’entrada acceptable del compartaor.

És un rang de voltatge en què les dues entrades del compartaor s’utilitzen obligatòriament per garantir el funcionament de la configuració.

En aquest mode, les entrades funcionen amb el rang complet de subministrament de Vcc a 0V a través dels seus pins d'entrada, per tant també s'anomena etapa d'entrada de rail a rail.

No obstant això, es recomana evitar un rang d'entrada de mode comú de rail a rail tret que sigui necessari, per minimitzar el consum d'energia del dispositiu.

Tensió de compensació d'entrada: VIO (VTRIP)

El paràmetre VIO és el valor mínim de diferència d'entrada que pot estar a punt de provocar que la sortida commute el seu estat. El nivell diferencial de tensió de compensació d’entrada a l’entrada pot afectar la resolució del comparador perquè aquesta magnitud diferencial podria ser molt petita i causar inestabilitat en l’estat de commutació de la sortida. Per tant, aquests petits senyals de desplaçament poden provocar un comportament anormal de la sortida o simplement no canviar-se gens.

Un diferencial baix pot fer que el transistor comparador es faci inestable, cosa que provoca un augment de les condicions de tensió de compensació d’entrada.

Per a compartaor que tenen intern histèresi el VIO habilitat es defineix com el nivell mitjà de la suma de VTRIP + i VTRIP-, i el valor d’histèresi de VHYST = VTRIP + - VTRIP- on VTRIP + i VTRIP- constitueixen la tensió diferencial d’entrada que fa que la sortida canviï d’estat baix a alt o estat alt a baix respectivament.

CMRR i SVR

CMRR significa relació de rebuig de tensió en mode comú, proporciona la relació entre la tensió d’entrada de compensació VIO i la tensió de manera comuna d’entrada VICM. Això es pot entendre com una relació del valor de la tensió del mode comú sobre la tensió de desplaçament d'entrada. Aquest paràmetre sol expressar-se en escala logarítmica com:

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

El CMRR es calcula mesurant dues magnituds de voltatge d’entrada de compensació preses per a dues tensions de mode comú d’entrada diferents (normalment 0 V i VCC).

El terme SVR significa 'rebuig de la tensió d'alimentació' i es defineix com un paràmetre que proporciona la relació entre la tensió de compensació d'entrada VIO i la tensió d'alimentació.

El canvi de tensió d’alimentació té la capacitat d’afectar una mica el biaix dels parells de transistors diferencials d’entrada. Això implica que la variació també pot fer que el voltatge de compensació d'entrada canviï lleugerament.

Això s’expressa mitjançant la fórmula:

SVR [dB] = 20 • registre (| ΔVCC / ΔVIO |)

Guany de tensió

Aquest paràmetre ens ajuda a entendre el guany net del comparador. Quan al comparador se li atribueixen especificacions de guany més elevades, significa una resposta millorada del dispositiu a diferencials de senyal d'entrada petits.

Normalment, el rang AVD d'un compartaor pot ser de 200V / mV (106dB). Teòricament, s’aconsegueix una amplitud de 200V quan s’amplifica una entrada d’1mV amb 106dB. Tanmateix, per a un dispositiu real, el swing de nivell màxim estarà limitat pel valor de Vcc.

Tingueu en compte que l'AVD mai pot tenir cap efecte sobre la histèresi externa, ja que la sortida estarà en estat alt o baix, i mai entre mig.

Retard de propagació

TPD es defineix com la diferència horària entre l'instant en què el senyal d'entrada només creua el nivell d'entrada de referència i l'instant en què l'estat de sortida acaba de canviar d'estats.

Per les nostres discussions anteriors, sabem que la sortida del compartaor commuta en resposta a la diferència de tensió del pin d'entrada.

El retard de propagació TPD ens proporciona les especificacions que suggereixen la rapidesa amb què els pins d'entrada poden percebre la diferència i alternar la sortida sense problemes.

Bàsicament, TPD ens parla del nivell de freqüència d’entrada que el comparador pot processar còmodament per generar respostes de sortida vàlides.

Histèresi

Sabem que la histèresi és un paràmetre que prohibeix els canvis ràpids d’una sortida en resposta a una entrada inestable o fluctuant.

Normalment, en un comparador, la tensió de sortida pot oscil·lar o fluctuar ràpidament quan el senyal diferencial d’entrada se situa prop del valor de referència. O això pot passar quan el senyal d'entrada té una amplitud molt baixa, cosa que fa que el nivell diferencial d'entrada canviï a una velocitat ràpida.

Histèresi incorporada

En realitat, hi ha molts dispositius de comparació que presenten una funcionalitat d’histèresi integrada. Això pot tenir uns pocs mV, el que és suficient per suprimir el canvi de sortida no desitjat sense afectar la resolució dels dispositius.

Per a aquests dispositius, el límit mitjà de tensió superior i inferior avaluat s’anomena tensió de compensació d’entrada VIO i la diferència VTRIP + / VTRIP- s’anomena tensió d’histèresi o VHYST.

Histèresi externa

En cas que el comparador no tingui una histèresi integrada, o si el nivell d’histèresi previst és relativament més gran, es pot afegir una configuració externa per implementar la funcionalitat d’histèresi mitjançant una xarxa de retroalimentació positiva, com es mostra a continuació.

Finalitzant

Per tant, aquests paràmetres crucials de fulls de dades que seran útils per a tots els entusiastes que intentin aconseguir un disseny basat en un comparador de prefectes, si teniu Més informació pel que fa a aquest tema, no dubteu a compartir-los a través dels vostres comentaris.