Parâmetros da folha de dados do comparador

Esta publicação o ajudará a entender alguns dos parâmetros ou especificações cruciais do comparador geralmente encontrados nas folhas de dados do comparador IC.

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

  • Atraso de propagação
  • Consumo atual
  • Tipo de estágio de saída (coletor aberto / dreno ou push-pull)
  • Tensão de offset de entrada, histerese
  • Capacidade atual de saída
  • Tempo de subida 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 / espera e hora de início.

Principalmente, um único chip comparador terá 5 pinos: um par de pinos para a entrada de energia VCC +, VCC, dois pinos para alimentar os sinais de entrada IN +, IN- e um único pino de saída. Em alguns circuitos integrados, pode haver um pino adicional para a função de espera.


De nossas discussões anteriores, sabemos que quando VIN (+)> VIN (-), a saída é alta, se VIN (+)

Em outras palavras, quando a entrada não inversora (+) possui um nível de tensão mais alto que a entrada inversora (-), o transistor de saída dentro do compartimento será desligado.

Significando que o seu pino coletor mostrará uma condição aberta. Como se supõe que este pino coletor esteja vinculado ao trilho de alimentação positivo por meio de um resistor pull-up, ele permite que o coletor tenha uma saída lógica positiva ou alta nessa situação.

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

Em relação à configuração dos pinos 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 coletor e a linha positiva que permite ligar / desligar a carga, dependendo das condições do sinal de entrada. Isso funciona como uma mudança push-pull e, portanto, o nome.

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

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

Parâmetros da folha de dados do comparador

Faixa de tensão de modo comum de entrada – VICM:

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

É uma faixa de tensão em que as duas entradas do comparador são obrigatoriamente usadas para garantir a operação da configuração.

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

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

Tensão de compensação de entrada – VIO (VTRIP)

O parâmetro VIO é o valor mínimo da diferença de entrada que pode estar prestes a fazer com que a saída mude de estado. O nível diferencial da tensão de deslocamento de entrada na entrada pode afetar a resolução do comparador porque essa magnitude diferencial pode ser muito pequena e causar instabilidade no estado alternado de saída. Portanto, esses pequenos sinais de deslocamento podem fazer com que a saída se comporte de maneira anormal ou simplesmente não mude.

Um diferencial baixo pode fazer com que o transistor do comparador fique instável, o que aumenta as condições de tensão de compensação de entrada.

Para um parceiro que possui histerese interna ativada, VIO é definido como o nível médio da soma de VTRIP + e VTRIP-, e o valor de histerese de VHYST = VTRIP + – VTRIP- em que VTRIP + e VTRIP- constituem a tensão diferencial de entrada o que faz com que a saída mude de baixo para alto ou de alto para baixo, respectivamente.

CMRR e SVR

CMRR significa Taxa de rejeição de tensão no modo comum, fornece a taxa da tensão de compensação de entrada do VIO para a tensão de modo comum de entrada do VICM. Isso pode ser entendido como uma razão entre o valor da tensão no modo comum e a tensão de compensação de entrada. Este parâmetro é geralmente expresso em uma escala logarítmica como:

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

O CMRR é calculado medindo duas magnitudes de tensão de compensação de entrada tomadas para duas tensões de modo comum de entrada diferentes (normalmente 0V e VDC).

O termo SVR significa “rejeição de tensão de alimentação” e é definido como um parâmetro que fornece o relacionamento entre a tensão de compensação de entrada VIO e a tensão de fonte de alimentação.

A alteração da tensão da fonte de alimentação pode 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 compensação de entrada mude ligeiramente.


Isso é expresso através da fórmula:

SVR [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Ganho de tensão

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

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

Observe que o AVD nunca pode ter nenhum efeito na histerese externa, pois a saída será alta ou baixa e nunca no meio.

Atraso de propagação

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

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

O atraso de propagação do 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 em 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 se aproxima do valor de referência. Ou isso pode acontecer quando o sinal de entrada tem uma amplitude muito baixa, fazendo com que o nível de entrada diferencial mude a uma taxa rápida.

Histerese incorporada

Na verdade, existem muitos dispositivos de comparação que possuem funcionalidade integrada de histerese. Isso pode ser de alguns mV, o que é suficiente para suprimir a comutação de saída indesejada sem afetar a resolução dos dispositivos.

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

Histerese externa

Caso o comparador não possua histerese integrada ou se o nível de histerese previsto for relativamente mais alto, uma configuração externa poderá ser adicionada para implementar a funcionalidade da histerese por meio de uma rede de feedback positivo, como mostrado abaixo.

Final

Portanto, esses são alguns parâmetros cruciais da folha de dados do comparador que serão úteis para todos os entusiastas que desejam obter um design baseado em comparador perfeito, se você tiver mais informação Em relação a este tópico, não hesite em compartilhá-los através de seus comentários.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

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