Parâmetros da folha de dados do comparador

Esta postagem o ajudará a entender alguns dos parâmetros ou especificações cruciais do comparador que geralmente são encontrados nas planilhas de dados do comparador IC.

Alguns dos principais parâmetros que você pode encontrar na folha de dados de um compartaor são:

• Atraso de propagação
• Consumo atual
• Tipo de estágio de saída (coletor aberto / dreno ou push-pull)
• Tensão de deslocamento de entrada, histerese
• Capacidade de saída de corrente
• Tempo de ascensão e queda
• Faixa de tensão de modo comum de entrada

Além desses, você também pode encontrar outros parâmetros, como: corrente de polarização de entrada, modo comum e taxa de rejeição da fonte de alimentação, função de amostra / retenção e tempo de inicialização.

Geralmente, um único chip comparador terá 5 pinos: um par de pinos para entrada de energia VCC +, VCC-, dois pinos para alimentar os sinais de entrada IN +, IN- e um único pino de saída OUT. Em alguns ICs, pode haver um pino extra para a função standby.

De nosso discussões anteriores sabemos que quando VIN (+)> VIN (-), a saída está em estado alto, se VIN (+)

Em outras palavras, quando a entrada não inversora (+) tem um nível de tensão maior do que a entrada inversora (-), o transistor de saída dentro do compartaor será DESLIGADO.

Significa que seu pino coletor mostrará uma condição aberta. Uma vez que este pino coletor deve estar ligado ao trilho de alimentação positivo através de um resistor pull-up, permite que o coletor tenha uma saída lógica positiva ou alta nesta situação.

Tipo de estágio de saída (coletor aberto / dreno ou push-pull)

Com relação à configuração do pino de saída, os comparadores são de dois tipos: push-pull e coletor aberto (dreno aberto).

Em uma configuração push-pull, a carga pode ser conectada diretamente entre o pino coletor do compartaor e a linha positiva que permite que a carga seja LIGADA / DESLIGADA dependendo das condições do sinal de entrada. Isso funciona como uma comutação push-pull e daí o nome.

Alternativamente, o pino do coletor pode ser conectado ao trilho positivo por meio de um resistor pull-up e, em seguida, a saída do coletor pode ser usada como uma saída lógica push-pull. Uma das vantagens desta configuração é que permite um nível de tensão diferente do Vcc do comparador a ser usado para a carga.

No modo de coletor aberto, o comparador pode apenas absorver a corrente, mas não pode fornecer corrente para a carga. Devido ao seu escopo limitado, este modo raramente é usado, embora permita que mais de uma saída seja conectada no modo de porta OU para uma aplicação específica.

Parâmetros da folha de dados do comparador

Faixa de tensão de modo comum de entrada - VICM:

A faixa de tensão de modo comum de entrada é uma medida de tensão que está dentro da faixa de entrada aceitável do compartaor.

É uma faixa de tensão em que ambas as entradas do compartaor são obrigatoriamente utilizadas para garantir o funcionamento da configuração.

Neste modo, as entradas funcionam com a faixa de alimentação Vcc a 0V completa em seus pinos de entrada, portanto, também é chamado de estágio de entrada de trilho a trilho.

No entanto, é recomendado evitar uma faixa de entrada de modo comum de trilho a trilho, a menos que seja necessário, para minimizar o consumo de energia do dispositivo.

Tensão de deslocamento de entrada - VIO (VTRIP)

O parâmetro VIO é o valor mínimo de diferença de entrada que pode estar à beira de fazer com que a saída alterne seu estado. O nível diferencial de tensão de deslocamento de entrada na entrada pode afetar a resolução do comparador porque essa magnitude diferencial pode ser muito pequena e causar instabilidade para o estado de alternância de saída. Portanto, esses pequenos sinais de deslocamento podem fazer com que a saída se comporte de maneira anormal ou simplesmente não seja comutada.

Diferencial baixo pode fazer com que o transistor do comparador fique instável, resultando em um aumento nas condições de tensão de deslocamento de entrada.

Para compartaor que tem histerese VIO habilitado é definido como o nível médio da soma de VTRIP + e VTRIP-, e o valor de histerese de VHYST = VTRIP + - VTRIP- onde VTRIP + e VTRIP- constituem a tensão diferencial de entrada que faz com que a saída mude de estado baixo para alto ou alto para baixo, respectivamente.

CMRR e SVR

CMRR significa taxa de rejeição de tensão de modo comum, fornece a relação entre a tensão de deslocamento de entrada VIO e a tensão de modo comum de entrada VICM. Isso pode ser entendido como uma razão do valor de tensão de modo comum sobre a tensão de deslocamento de entrada. Este parâmetro é geralmente expresso em escala logarítmica como:

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

O CMRR é calculado medindo-se duas magnitudes de tensão de deslocamento de entrada tomadas para duas tensões de modo comum de entrada diferentes (normalmente 0 V e VCC).

O termo SVR significa “rejeição de tensão de alimentação” e é definido como um parâmetro que fornece a relação entre a tensão de deslocamento de entrada VIO e a tensão de alimentação.

Alterar a tensão da fonte de alimentação tem a capacidade de afetar de alguma forma a polarização dos pares de transistores diferenciais de entrada. Isso implica que a variação também pode fazer com que a tensão de deslocamento de entrada mude ligeiramente.

Isso é expresso por meio da fórmula:

SVR [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Ganho de tensão

Este parâmetro nos ajuda a entender o ganho líquido do comparador. Quando o comparador é atribuído a especificações de ganho mais altas, isso significa uma resposta aprimorada do dispositivo a pequenos diferenciais de sinal de entrada.

Normalmente, a faixa AVD de um compartaor pode ser 200V / mV (106dB). Teoricamente, a amplitude de 200V é alcançada quando uma entrada de 1mV é amplificada com 106dB. No entanto, para um dispositivo real, a oscilação do nível de pico será limitada pelo valor de Vcc.

Observe que o AVD nunca pode ter qualquer efeito na histerese externa, já que a saída estará em estado alto ou baixo e nunca entre os dois.

Atraso de propagação

TPD é definido como a diferença de tempo entre o instante em que o sinal de entrada cruza o nível de entrada de referência e o instante em que o estado de saída acaba de mudar de estado.

De nossas discussões anteriores, sabemos que a saída do compartaor alterna em resposta à diferença de tensão do pino de entrada.

Atraso de propagação O TPD nos fornece a especificação que sugere a rapidez com que os pinos de entrada têm a capacidade de detectar a diferença e alternar a saída sem problemas.

Basicamente, o TPD nos informa sobre o nível de frequência de entrada que o comparador pode processar confortavelmente para gerar respostas de saída válidas.

Histerese

Sabemos que a histerese é um parâmetro que proíbe mudanças rápidas de uma saída em resposta a uma entrada instável ou flutuante.

Normalmente, em um comparador, a tensão de saída pode oscilar ou flutuar rapidamente quando o sinal diferencial de entrada oscila perto do valor de referência. Ou isso pode acontecer quando o sinal de entrada tem uma amplitude muito baixa, fazendo com que o nível diferencial de entrada mude rapidamente.

Histerese embutida

Na verdade, existem muitos dispositivos comparadores que apresentam uma funcionalidade de histerese integrada. Isso pode ser em torno de alguns mV, o que é suficiente para suprimir a comutação de saída indesejada sem afetar a resolução do dispositivo.

Para tais dispositivos, os limites de tensão superior e inferior médios avaliados são chamados de tensão de deslocamento de entrada VIO, e a diferença VTRIP + / VTRIP- é chamada de tensão de histerese ou VHYST.

Histerese Externa

No caso de o comparador não ter uma histerese embutida, ou se o nível de histerese pretendido for relativamente maior, uma configuração externa pode ser adicionada para implementar a funcionalidade de histerese por meio de uma rede de feedback positivo, conforme mostrado abaixo.

Empacotando

Portanto, esses alguns parâmetros de folha de dados de compartaor cruciais que serão úteis para todos os entusiastas tentando alcançar um design baseado em comparador de prefeito, se você tiver Outras informações em relação a este assunto, sinta-se à vontade para compartilhá-los por meio de seus comentários.