当前位置:首页 > 比较器
  • 比较器的工作原理是什么?这5大比较器性能指标你都知道吗?

    比较器的工作原理是什么?这5大比较器性能指标你都知道吗?

    在以下内容中,小编将报告比较器的相关消息,主要内容是解释什么是比较器,什么是比较器的原理以及比较器的一些性能指标。如果比较器是您要了解的重点之一,那么可以与小编共同阅读本文哦。 一、什么是比较器 比较器的功能是比较两个或更多数据项,以确定它们是否相等,或者确定它们之间的大小关系和排列顺序,这称为比较。可以实现此比较功能的电路或设备称为比较器。比较器是将模拟电压信号与参考电压进行比较的电路。比较器的两个输入是模拟信号,输出是二进制信号0或1。当输入电压的差值增大或减小并且正负符号保持不变时,输出保持恒定。 二、比较器原理 在了解了什么是比较器之后,我们再来看看比较器的工作原理。 比较器可用作1位模数转换器(ADC)。运算放大器原则上可以用作比较器而没有负反馈,但是由于运算放大器的开环增益非常高,因此它只能处理输入差分电压很小的信号。而且,运算放大器的延迟时间通常较长,无法满足实际需求。可以调整比较器以提供非常小的时间延迟,但是其频率响应特性将受到限制。为了避免输出振荡,许多比较器还具有内部迟滞电路。比较器的阈值是固定的,有些只有一个阈值,有些有两个阈值。 三、比较器性能指标 在了解了比较器的工作原理后,我们来看看比较器的5大性能指标,这些性能指标包括:迟滞电压、偏置电流、超电源摆幅、漏源电压和输出延迟时间。下面,我们来一一解读这几个指标 1.迟滞电压:比较器的两个输入端子之间的电压在过零时将改变其输出状态。由于输入端通常叠加有很小的波动电压,因此这些波动产生的差模电压将导致比较器输出连续变化。为了避免输出振荡,新的比较器通常具有几mV的磁滞电压。迟滞电压的存在使比较器的开关点变为两个:一个用于检测上升电压,另一个用于检测下降电压,电压阈值之差(VTRIP)等于迟滞电压(VHYST),磁滞比较器偏移电压是TRIP和VTRIP-的平均值。没有滞后的比较器的输入电压切换点是输入失调电压,而不是理想比较器的零电压。失调电压通常随温度和电源电压而变化。电源抑制比通常用于表示电源电压变化对补偿电压的影响。 2.偏置电流:理想比较器的输入阻抗是无限的,因此从理论上讲,它对输入信号没有影响,但是实际比较器的输入阻抗不可能是无限的。在输入端有电流流过信号源的内部电阻,并流入其中。在比较器内部,导致额外的压差。偏置电流(Ibias)定义为两个比较器的输入电流的中值,用于测量输入阻抗的影响。 MAX917系列比较器的最大偏置电流仅为2nA。 3.超电源摆幅:为了进一步优化比较器的工作电压范围,Maxim采用并联的NPN管和PNP管的结构作为比较器的输入级,以便比较器的输入电压可以扩展,使其下限可以低至最低水平,上限比电源电压高250mV,从而达到Beyond-theRail标准。该比较器的输入允许较大的共模电压。 4.漏源电压:因为比较器只有两个不同的输出状态(零电平或电源电压),并且具有全功率摆幅特性的比较器的输出级是发射极跟随器,因此使其输入和输出信号压力差很小。该电压差取决于比较器内部晶体管处于饱和状态时的发射极结电压,该电压对应于MOSFFET的漏-源电压。 5.输出延迟时间:包括信号通过组件的传输延迟以及信号的上升时间和下降时间。对于高速比较器,例如MAX961,典型的延迟时间可以达到4.5ns,上升时间为2.3ns。设计时,请注意不同因素对延迟时间的影响,包括温度、电容的影响。 以上所有内容便是小编此次为大家带来的所有介绍,如果你想了解更多有关比较器的内容,不妨在我们网站或者百度、google进行探索哦。

    时间:2021-02-08 关键词: 比较器 工作原理 性能指标

  • TI TLV9032-Q1车规级精密双路推挽比较器,容错输入高达6V

    TI TLV9032-Q1车规级精密双路推挽比较器,容错输入高达6V

    TI的TLV9032-Q1精密双路推挽比较器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。 一、TI TLV9032-Q1推挽比较器介绍 TI TLV9032-Q1推挽比较器是汽车级双通道和四通道比较器系列。该系列提供低输入失调电压,集成的上电复位(POR)电路和容错输入,具有出色的速度-功率组合,传播延迟为100 ns。工作电压范围为1.65 V至5.5 V,每个通道的静态电源电流为18µA。 TI TLV9032-Q1推挽比较器系列还具有上电复位(POR)功能,可确保输出处于已知状态,直到达到最小电源电压为止,并且在输出开始响应输入之前经过一小段时间。这样可以防止在系统加电和断电期间产生输出瞬变。 这些比较器还具有无容错输入的输出相位反转功能,容错输入可高达6V,而不会损坏。这使得该系列比较器非常适合在恶劣,嘈杂的环境中进行精密电压监控。 TI TLV9032-Q1推挽比较器具有一个漏极开路输出级,可以将其拉低至电源电压以下或超过电源电压,从而使其适用于低压逻辑和电平转换器。 TI TLV9032-Q1推挽比较器具有推挽输出级,当控制LED或驱动MOSFET栅极之类的容性负载时,能够吸收和提供毫安电流。 TI TLV9032-Q1推挽比较器的额定温度范围为-40°C至+ 125°C的汽车温度范围,并提供标准的有铅和无铅封装。 二、TI TLV9032-Q1推挽比较器推挽输出 TI TLV9032-Q1推挽比较器具有推挽输出级,能够吸收和拉出电流。这样就可以驱动诸如LED和MOSFET栅极之类的负载,并且无需使用浪费功率的外部上拉电阻。推挽输出绝不能连接到另一个输出。 未使用的推挽输出应悬空,并且切勿与电源,地或其他输出相连。 虽然单个输出通常可以吸收和提供高达100mA的电流,但所有通道的总组合电流必须小于200 mA。 三、TI TLV9032-Q1推挽比较器上电复位 TI TLV9032-Q1推挽比较器具有内部上电复位(POR)电路,用于已知的启动或掉电条件。当电源(Vs)上升或下降时,POR电路将被激活达 超过最小电源电压阈值1.5V后30µs,或者当电源电压降至1.5V以下时立即使用。 当电源电压等于或大于最小电源电压时,并且在延迟时间之后,比较器输出将反映差分输入(VID)的状态。POR电路将在POR周期(吨)内保持输出高阻抗(HI-Z)。 请注意,集电极开路输出的特性是在POR期间输出将随着上拉电压而上升。 对于TI TLV9032-Q1推挽比较器的推挽输出设备,在POR期间输出为“浮动”。可以使用一个上拉(至V +)或下拉(至V-)电阻来对输出条件进行预偏置,以防止输出浮动。如果输出高电平是所需的启动条件,则使用集电极开路TL902x-Q1,因为已经需要一个上拉电阻。 四、TI TLV9032-Q1推挽比较器容错输入 TI TLV9032-Q1推挽比较器输入具有高达5.5V的容错能力,与VS无关。 容错被定义为在VS断电或在建议的工作范围内时,保持相同的高输入阻抗。 容错输入可以是0 V至5.5 V之间的任意值,即使VS为零或上升或下降。 只要输入电压范围和电源电压在指定范围内,此功能就可以避免电源排序问题。 这是可能的,因为即使输入电压较高,输入也不会钳位到V +,并且输入电流仍保持其值。 只要输入引脚之一保持在有效输入范围内,并且电源电压有效且不在POR中,则输出状态将正确。 TI强烈建议在正常系统操作期间将输入保持在指定的输入电压范围内,以保持数据手册的规格。在规定的输入范围之外工作会导致规格变化,例如传播延迟和输入偏置电流,这可能会导致不可预测的行为。 以上便是小编此次带来的全部内容,十分感谢大家的耐心阅读,想要了解更多相关内容,或者更多精彩内容,请一定关注我们网站哦。

    时间:2021-01-20 关键词: TI TLV9032-Q1 比较器

  • 运算放大器与比较器有哪些不同?如何区分?

    运算放大器与比较器有哪些不同?如何区分?

    许多人偶尔会把运算放大器当比较器使用。一般而言,当您只需要一个简单的比较器,并且您在四运算放大器封装中还有一个“多余”运算放大器时,这种做法是可行的。稳定运算放大器运行所需的相位补偿意味着把运算放大器用作比较器时其速度会非常的低,但是如果对速度要求不高,则运算放大器可以满足需求。 偶尔会有人问到我们运算放大器的这种使用方法。这种方法有时有效,有时却不如人们预期的那样效果好。为什么会出现这种情况呢? 由于对这两个东西比较迷糊,下面是百度出来的内容,相信我们都能理解。 运算放大器我们也叫它集成运放,如果把它上边的标识打磨掉的话很难区分它是集成运放芯片还是其它功能的集成芯片,在有的电子电路板中厂家为了保护自己家的技术被别人山寨,有的集成放大器芯片或者比较器芯片都被打磨掉了,为我们维修带来一定的影响。因为从外观看两者长发非常相似,以至于有很多初学者会经常混淆两者究竟是运算放大器还是比较器,现分享一下两者的区别。 一、比较器和运算放大器,基本概念相同 内部区别:运算放大器为互补输出,可以输出不失真的模拟信号,一般闭环使用,开环或少量正反馈,也可当比较器,比较器一般为OC(集电极开路)输出,方便多路并联,输出开关信号,需上拉电阻,多数为开环使用,某些场合,要求有回差,可以引进一定的正反馈。 放大器输出有回路到输入,就是有反馈,是闭环。可能是一个电阻,也可能还有电容等。根据接到输入的哪个输入端,判断是正反馈还是负反馈。接到同相端(+)的是正反馈。负端(-)是负反馈。 引入正反馈,系统可能震荡,适当加入,可以产生迟滞(回差)。 放大器一般引入负反馈,可得到固定的放大倍数。 环的概念:信号-检测-和标准比较-再控制输入信号的某个参数,使其达到标准。这是一个闭环系统,是负反馈系统(控制使输入参数稳定)。 二、放大器是用来放大小信号用的,强调是等比放大。 用处嘛,自然是各种模拟信号之间的加减乘除微分积分运算。相比之下,比较器则是用来比较正负两个输入端输入电压差值的,只要差值满足一定的要求,他的输出状态就立刻改变。它的重要参数也多是关于转折特性的。用处嘛,主要是滞回比较等信号鉴别运算。或者我们可以这样理解,比较器是一种以模拟电路为形式,以数字信号输入、输出为特点的过渡性质的电路形式。 三、比较器就是没有反馈(正反馈,负反馈)的运算放大器 当正输入大于负输入时,输出无穷大(理论) 当正输入小于负输入时,输出无穷小(理论)运算放大器要根据反馈算输出。综上,其实2者没根本区别。书本理论中介绍的比较器一般是用运算放大器(下面简称运放)来做的。当运放加入了负反馈环路的时候,整个电路本身就可以视为一个带有一定增益的放大电路。一个经典的运放IC制作的放大器:电路的增益G为 G=Rf/Rin。 运放同时也可以用作比较器,只是以正反馈取代负反馈。当电路加入了正反馈之后,输出电压会在这个IC的电源电压饱和,但是不会也不能超过电源电压。为经典的比较电路:电阻为 +极提供了参考电压,每当-极电压超过+极之时,输出电压就会反转。总之,取决于运放外接的电路是负反馈还是正反馈,他可以被分别用做放大器或者是比较器。 四、运算放大器和比较器共同之处 在说到它们的区别之前先看看它们的共同之处,从制造上来说运算放大器和比较器都是将三极管、电阻以及导线集成在一种半导体的基片上的,从外表看都是一个完整、独立的集成芯片,外观都一样;从内部看都是一个比较复杂的大规模集成电路。 五、运算放大器和比较器不同之处 不同之处。我认为第一点它们的不同之处是所处的工作阶段不一样,运算放大器都是工作在线性应用阶段,也就是说在这个阶段它的输入电压与放大了的输出电压有一个成比例的关系,正是因为这个关系才使它具有放大的功能。比较器是工作在非线性阶段,也就是说在这个阶段它的输入与输出不再成比例输出了,这时也就没有放大作用了,在这个阶段它的输出只有两个状态,那就是“高电平”和“低电平”状态,如果用数字表示的话就是“1”和“0”的概念。在一般的通用放大器中都会都这两个阶段,而在比较器中只有非线性这一个阶段,我们也可以这样说,放大器在一定条件下可以作为比较器使用,但比较器不能够当作放大器来用。 第二的不同点是运算放大器在工作中都加入了负反馈这一电路环节,有的还具有深度负反馈,鉴于这种电路结构可以制成模拟的加法电路、减法电路等。而比较器是没有这些反馈环节的,也不能加入这些环节,否则会造成电路的不稳定,因此按照控制来说它应该是一个“开环”的电路,比如单门限电压比较器电路和双门限电压比较器电路。 第三点是从他俩的工作速度上讲运算放大器的工作速度要比比较器慢一个数量级,比如比较器的翻转速度大约在纳秒(ns)数量级,而运放翻转速度一般为微秒(us)数量级。我们用过比较器LM393和运算放大器LM358的都知道,LM393的反转的工作速度要比运算放大器LM358的反应速度快许多。 第四点是内部电路结构不同,对于运算放大器它的最后的输出级是推挽电路模式而且是双极性输出,可以驱动较强的负载。而比较器最后的输出级是漏极开路结构模式,所以需要上拉电阻它与数字电路可以很好的匹配。 六、常用的运算放大器与比较器 我在平时用到的运算放大器除了刚才提到的LM358外另外还有四运放LM324和单运放μA741等;对于比较器来说常用的有四电压比较器LM339和双电压比较器LM393等都比较常用。 通过今天的全面分析一下,希望能够帮助大家夯实基础,让工程师更上一层楼。 【更多关于放大器比较器相关阅读】 适用消费电子的三电平H桥输出D类放大器 用漏斗放大器测量电流的教程 一种应用于汽车的D类放大器设计方案 仪表放大器:传感器应用的理想电路 适用消费电子的三电平H桥输出D类放大器

    时间:2021-01-10 关键词: 电路 运算放大器 比较器

  • 运算放大器和比较器有什么区别?

    运算放大器和电压比较器在原理符号上确实是一样的,都有5个引脚,其中两个引脚为电源+和电源-,还有两个引脚为同相输入端(+)和反向输入端(-),最后一个引脚是输出端。 但是它们的功能是不一样的,运放的功能及用途更复杂,而比较器就相对简单得多。 电压比较器 下面简单讲解一下比较器的基本原理,比较器的原理挺简单,目的是比较两个输入端的电压大小,若正输入端的电压为a,负输入端的电压为b,则当a>b时,输出为高电平(逻辑1);当a<b时,输出为低电平(逻辑0)。 下面结合原理图进行说明,如下图原理图,比较器输入端的电压为IN1、IN2,供电为VCC/GND,上拉电阻1K,上拉电压为VCC。 当输入电压IN1>IN2时,即正输入端的电压较高,输出高电平(VCC); 当输入电压IN2>IN1时,即负输入端的电压较高,输出低电平(0V)。 比较器的用途很广,可用于比较热敏电阻、光敏传感器等电压信号,用于离散量控制,比如通过比较器采集光敏电阻的电压判断白天还是夜晚等,比较器还可以用于模拟量负反馈电路当中,比如电压调节等。 运算放大器 运放的用途很多,基本的运放电路有同相比例放大电路、反相比例放大电路、加法器、减法器、差分比例运算电路、微分电路、积分电路等,掌握这些基本的集成运放电路原理,基本上可以区分电路图中符号一样的电路符号属于比较器还是运放。 一般情况下,运放都会在输出端与输入端之间串联一个电阻用于反馈,而一般情况下电压比较器输出端与输入端之间是没有电阻的,绝大部分电路都可以通过此区别来区分,但是也有特殊情况,这要根据具体原理具体分析了。 比如 运放也可以当比较器使用 ,其输出端与输入端之间开环(不接反馈电阻),使用运放当比较器其别在于不用上拉电阻,当IN1>IN2时,输出电压为VCC(运放电源电压),当IN1<IN2时,输出电压为0。 总结 专业基础扎实,掌握电压比较器和运放的基本电路之后,基本上直接就能够判别原理属于运放还是比较器,只有少量的特殊情况需要具体分析,通过专业知识分析其原理很快就能够判别其属于运放还是比较器。 相关文章推荐: 模拟电路的精髓:运放,该如何选型? 学会虚断和虚短,运放电路就不难! 差分运放,PT100采集处理电路设计 模电老司机这样说:学会“虚短”和“虚断”,运放电路分析不求人 单比较器设计的滞回电路如何改变滞回回差? 合理使用运算放大器,方便你我他! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-24 关键词: 运算放大器 比较器

  • 运算放大器和比较器在实际应用中如何区分?

    运算放大器和比较器无论外观或图纸符号都差不多,那么它们究竟有什么区别,在实际应用中如何区分? 今天我们来图文全面分析一下,夯实大家的基础,让工程师更上一层楼。 先看一下图1,这是运算放大器和比较器的内部区别图: 图1 从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。运算放大器可用于线性放大电路(负反馈),也可用于非线性信号电压比较(开环或正反馈)。电压比较器只能用于信号电压比较,不能用于线性放大电路(比较器没有频率补偿)。两者都可以用于做信号电压比较,但比较器被设计为高速开关,它有比运算放大器更快的转换速率和更短的延时。 No.1  运算放大器  运算放大器在主板电路图中很常见,一般用于稳压电路;在负反馈电路中,它与晶体管配合相当于一个三端稳压器,但使用起来更灵活。如图2: 图2 在许多情况下,需要知道两个信号中哪个比较大,或一个信号何时超出预设的电压(用作电压比较)。用运算放大器便可很容易搭建一个简单电路实现该功能。当V+电压大于V-电压时,输出高电平。当V+电压小于V-电压时,输出低电平。如图3: 图3 分析一下电路,2.5V经电阻分压得到1V输入到V-端,当总线电压正常产生1.2V时,输入到V+,此时V+电压比V-电压高,输出一个高电平到CPU电源管理芯片的EN开启脚。如果总线电压没输出或不正常少于1V,此时V+电压比V-电压低,输出低电平。 No.2  电压比较器  当比较器的同相端电压(V+)低于反相端电压(V-)时,输出晶体管导通,输出接地低电平;当同相端电压高于反相端时,输出晶体管截止,通过上拉电阻的电源输出高电平。如图4: 图4 分析一下该电路,上面的比较器U8A当有VCC输出时经过分压电阻分压后,输入到同相端(V+),其电压大于5VSB经分压后输入到反相端(V-)的电压,内部晶体管截止,输出经上拉电阻的电源12V(同时下面的比较器U8B同相端电压也大于反相端,内部晶体管也是截止),N沟道场管Q37导通,输出VCC5V。同时P沟道场管Q293截止。反之,当反相端电压大于同相端电压时,内部晶体管导通,上拉电源12V被拉低为低电平,N沟道场管Q37截止,同时P沟道场管Q293导通,输出5VSB。这个就是5VDUAL产生电路。 在实际应用中比较器都需要上拉电源,而运算放大器一般不需要。 -END- | 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 | | 如有侵权,请联系删除 | 【1】看了这20种运放典型电路,你还敢说你用不到吗? 【2】直观的让人发毛!巧识滤波、稳压、比较、运放电路 【3】干货!运放的电压追随电路分析 【4】怎样理解运放的轨至轨特性?这篇文章给你打开大门! 【5】运放的电压追随电路 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-10 关键词: 运算放大器 比较器

  • 知识贴!运算放大器和比较器的本质区别

    概述 运算放大器和比较器无论外观或图纸符号都差不多,那么它们究竟有什么区别,在实际应用中如何区分?今天我来图文全面分析一下,夯实大家的基础,让工程师更上一层楼。 先看一下它们的内部区别图: 从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。 比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。 运算放大器可用于线性放大电路(负反馈),也可用于非线性信号电压比较(开环或正反馈)。 电压比较器只能用于信号电压比较,不能用于线性放大电路(比较器没有频率补偿) 。 两者都可以用于做信号电压比较,但比较器被设计为高速开关,它有比运算放大器更快的转换速率和更短的延时。 运算放大器 做为线性放大电路,我这里就不多说了(以后有需要单独讨论放大器),这个在主板电路图很常见,一般用于稳压电路,使用负反馈电路它与晶体管配合相当于一个三端稳压器,但使用起来更灵活。如下图: 在许多情况下,需要知道两个信号中哪个比较大,或一个信号何时超出预设的电压(用作电压比较)。用运算放大器便可很容易搭建一个简单电路实现该功能。当V+电压大于V-电压时,输出高电平。当V+电压小于V-电压时 ,输出低电平。如下图: 分析一下电路,2.5v经电阻分压得到1V输入到V-端,当总线电压正常产生1.2v时,输入到V+,此时V+电压比V-电压高,输出一个高电平到CPU电源管理芯片的EN开启脚。如果总线电压没输出或不正常少于1v,此时V+电压比V-电压低,输出低电平。 电压比较器 当比较器的同相端电压(V+)低于反相端电压(V-)时,输出晶体管导通,输出接地低电平;当同相端电压高于反相端时,输出晶体管截止,通过上拉电阻的电源输出高电平。如下图: 分析一下该电路,上面的比较器U8A当有VCC输出时经过分压电阻分压后,输入到同相端(V+),其电压大于5VSB经分压后输入到反相端(V-)的电压,内部晶体管截止,输出经上拉电阻的电源12v(同时下面的比较器U8B同相端电压也大于反相端,内部晶体管也是截止),N沟道场管Q37导通,输出VCC5V。同时P沟道场管Q293截止。反之,当反相端电压大于同相端电压时,内部晶体管导通,上拉电源12V被拉低为低电平,N沟道场管Q37截止,同时P沟道场管Q293导通,输出5VSB。这个就是5VDUAL产生电路。 在实际应用中比较器都需要上拉电源,而运算放大器一般不需要。 运放和电压比较器的本质区别 (1)放大器与比较器的主要区别是闭环特性! 放大器大都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激.而比较器大都工作在开环状态更追求速度.对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器(要主意输出电平),反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用. 因为比较器为了提高速度进行优化,这种优化却减小了闭环稳定的范围.而运放专为闭环稳定范围进行优化,故降低了速度.所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责.如同放大器可以用作比较器一样,也不能排除比较器也可以用作放大器.但是你为了让它闭环稳定所付出的代价可能超过加一个放大器! 换言之,看一个运放是当作比较器还是放大器就是看电路的负反馈深度.所以,浅闭环的比较器有可能工作在放大器状态并不自激.但是一定要作大量的试验,以保证在产品的所有工作状态下都稳定!这时候你就要成本/风险仔细核算一下了. (2)算放大器和比较器如出一辙,简单的讲,比较器就是运放的开环应用,但比较器的设计是针对电压门限比较而用的,要求的比较门限精确,比较后的输出边沿上升或下降时间要短,输出符合TTL/CMOS 电平/或OC 等,不要求中间环节的准确度,同时驱动能力也不一样。一般情况:用运放做比较器,多数达不到满幅输出,或比较后的边沿时间过长,因此设计中少用运放做比较器为佳。 运放和比较器的区别 比较器和运放虽然在电路图上符号相同,但这两种器件确有非常大的区别,一般不可以互换,区别如下: 1、比较器的翻转速度快,大约在ns 数量级,而运放翻转速度一般为us 数量级(特殊的高速运放除外)。 2、运放可以接入负反馈电路,而比较器则不能使用负反馈,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,但因为其内部没有相位补偿电路,所以,如果接入负反馈,电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。 3、运放输出级一般采用推挽电路,双极性输出。而多数比较器输出级为集电极开路结构,所以需要上拉电阻,单极性输出,容易和数字电路连接。 (3)比较器(LM339和LM393)输出是集电极开路(OC)结构, 需要上拉电阻才能有对外输出电流的能力. 而运放输出级是推挽的结构, 有对称的拉电流和灌电流能力.另外比较器为了加快响应速度, 中间级很少, 也没有内部的频率补偿. 运放则针对线性区工作的需要加入了补偿电路.所以比较器(LM339 和LM393)不适合作运放用. 运放在开关电源中主要用于反馈电路、过流保护的采样放大等等。 免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-21 关键词: 运算放大器 比较器

  • 新日本无线最新推出拥有业内领先时间延迟稳定性的轨到轨输入形式比较器系列产品

    新日本无线最新推出拥有业内领先时间延迟稳定性的轨到轨输入形式比较器系列产品

    新日本无线成功的将轨到轨输入形式比较器因输入信号变动而引起的传播延迟波动降低到了以前的十分之一(业内领先水平)。 无论是车载电子设备、工业设备,还是家用电器,在各种电子电器设备里都会用到比较器来检测模拟信号电平。随着低碳社会的推进,工作电源电压逐渐要求低压化,轨到轨输入形式比较器的需求也得到高涨。 我们新开发的回路技术Dynamic Transient Stabilizer TM 实现了抑制传播延迟变动的轨到轨输入,从而扩大了顺应市场要求的产品阵容。 【什么是Dynamic Transient Stabilizer TM】 具有Dynamic Transient Stabilizer TM 功能的理想轨到轨输入比较器 以前一般的轨到轨输入比较器在输入信号电平发生变动时,其一重要特性的传播延迟会有44%的波动,因此用所希望的速度可能无法进行信号处理。 在产品开发阶段,传播延迟变动作为设计余量必须被考虑,这样就增加了设计的麻烦,而使用了Dynamic Transient Stabilizer TM 回路技术,全部输入范围的信号都可得到稳定响应。 对于以前使用轨到轨输入比较器的应用而言,新日本无线的新系列产品有利于消减所需各种基准电压下的传播延迟的测评工时和设计工时。 【搭载Dynamic Transient Stabilizer TM的轨到轨输入比较器系列】 新日本无线的比较器无论从0.6uA超低消耗电流还是到42nsec高速响应,或者在电路数、输出类型等方面都有相当丰富的系列产品。 轨到轨输入形式的比较器系列产品 【产品特点】 1.大输出电流可减少周边电路部件个数 NJU77250能输出65mA的大电流。 此外,NJU77212(开发中)虽有0.6uA超低消耗电流,但也能输出50mA大电流。 只用比较器就能直接驱动LED和继电器,并且可以节省掉以前必须外接驱动部件的材料费、电路板面积和设计工时。 2. 高EMI抑制特性设计 NJU77230以EMIRR=62dB typ. @f=900MHz的性能实现了高EMI抑制特性。 并且,NJU77212 (开发中)也以业内领先水平的EMIRR=100dB typ. 实现了高EMI抑制特性。 因此,为提高EMI抑制特性已不再需要以前必须使用的电容和电阻等滤波器部件。并且,为高可靠性设计和减少设计工时做出了贡献。 3.输入耐压功能 NJU77212(开发中)内置的保护电路在当输入电压超过电源电压时,会起到保护后段电路安全和防止电气设备出错的作用,因此可以消减掉以前所用的二极管等保护器件。对故障安全设计和减少设计工时做出了贡献。 ◎具有优越的温度稳定特性,最适合用于车载设备和工业设备应用 NJU77250的温度特性里,传播延迟对于周围温度的变化是0.05ns/°C,输入失调电压的温度系数是0.8uV/°C,减少了检测误差。 这些特点最适合要求在温度变化比较大环境下要求有稳定快速响应特性的车载设备和工业设备应用。 【应用】 ●过压检测、过流检测、过热检测等保护电路 ●窗比较器 ●LED驱动 ●继电器驱动 ●全部电子电气设备

    时间:2020-09-03 关键词: 新日本无线 轨到轨 比较器

  • 关于PWM型D类音频功率放大器的设计

    关于PWM型D类音频功率放大器的设计

    中心议题: D 类音频功放的系统设计 D 类音频功放单元电路设计实现 解决方案: D 类音频功放单元电路设计 D 类音频功放具有高效、节能、小型化的优点,广泛应用于便携式产品、家庭AV 设备及汽车音响等多个领域。本文设计的D 类音频功率放大器主要基于以下三个方面考虑:保证高保真度、提高效率和减小体积。文章设计了一款工作于5V 电源电压并采用PWM 来实现的D 类音频功率放大器,整个系统包含了输入放大级、误差放大器、比较器、内部振荡电路、驱动电路、全桥开关电路及基准电路。通过引入反馈技术来减小系统的THD 指数,采用双路反宽调制方案不仅抑制了D 类音频功率放大器的静态功耗,而且达到了去除D 类音频功率放大器输出端低通滤波器的目的,减小了系统的体积。 1 D 类音频功放的系统设计 本文所设计的D 类音频功率放大器的系统结构如图1 所示。该放大器结构是基于双边自然采样技术方案实现的,在任一时刻输出所包含的信息量都是单边采样方案的两倍,通过双边自然采样还可以把输出音频信号中大量的失真成分移除到人耳所能感应到的音频带宽范围之外,达到去除D 类音频功率放大器输出端低通滤波器的目的。 图1 D 类音频功率放大器结构 系统采用单电源供电,脉冲信号“out1”和“out2”的高低电平分别为VDD 和GND,输入放大级由运算放大器OTA 的闭环结构实现,误差放大器则由运算放大器OTA 与电容Cs 构成。系统工作时,音频输入信号Vin 首先经过输入放大级后输出两路差分信号,再与反馈信号求和送到误差放大器中产生误差信号VE1、VE2,对三角波载波信号VT 进行调制,输出两路脉冲信号“out1”和“out2”以驱动扬声器发声。系统包含两个反馈环路,第一个由R1、Rf1 和OTA 组成,用来设置输入放大级和整个D 类音频功率放大器的增益,第二个由R2、Rf2 和后端音频信号处理电路组成,用来减小系统的THD 指数。 在图1 中,对电容Cs 充放电的电流I1、I2 由Vout1、Vout2、Vin、R1、Rf1、R2 和Rf2 共同决定,其中电阻和电容必须具有良好的线性度和匹配性,以获得良好的闭环性能。 开环D 类音频功率放大器的模型如图2 所示。 图2 开环D 类音频功率放大器模型 此时系统输出为: 开环系统的总谐波失真为:         式(2)中的Vin 为放大器的输入信号,Vn 为引入的谐波失真,Hf 为传递函数。 具有反馈环路的D 类音频功率放大器的模型如图3 所示。 图3 闭环D 类音频功率放大器模型 此时系统的输出为: 其中Hfb 为闭环模型的传递函数,G 为反馈增益。为了得到相等的放大倍数,设计传递函数为: 则式(3)变为: 闭坏系统的总谐波失真为: 比较式(2)和式(6)可以看出,具有反馈环路闭环系统THD 为开环系统THD 的1/(1+HfbG),即通过反馈结构减小了系统的THD。 2 单元电路设计实现 系统单元电路主要包括:输入放大级、误差放大器、比较器、驱动电路、全桥开关电路、内部振荡电路和基准电路。 2.1 输入放大级 D 类音频功率放大器的输入放大级是基于运算放大器(OTA)的闭环结构来实现的,其结构如图4所示,用来根据需要对输入的音频信号作电平调整和信号放大处理,使输入信号在幅度方面能满足后级电路的要求,输入放大级的增益可以通过设置Rf1和R1 的阻值来决定。 图4 输入放大级电路结构 2.2 比较器 本文所采用的比较器电路如图5 所示,比较器电路由三级构成,即输入预放大级、判断级(或正反馈级)和输出数字整形缓冲级。预放大级采用有源负载的差分放大器来实现,其放大倍数不用很大,用来进行输入信号的放大,以提高比较器的敏感度,并把比较器的输入信号与来自正反馈级的开关噪声隔离开;判断级用来将预放大级的信号进一步放大,为比较器的核心部分,电路中通过把m8 与m9 的栅极交叉互连实现正反馈,以具备能够分辨非常小的信号的能力,并提高此级电路的增益;输出缓冲级是一个自偏置的差分放大器,它的输入是一对差分信号,用来把判断级的输出信号转化成逻辑电平(0V 或5V),即输出高电平VOH=VDD,输出低电平VOL=GND。                                                                                                                                                                       图5 比较器电路图 2.3 内部振荡电路 本文采用的三角波产生电路结构如图6 所示,其中m5、m6 和m7、m8 构成了两组恒流源,m9~m13 和Q1 构成了输出级。在电路中,采用将输出信号VT 分别反馈到比较器comp1 和comp2,与参考电平VREF1 和VREF2(VREF2 图6 三角波产生电路 由图6 可知,VT 初始电压值为零,电路上电时,由于0 2.4 全桥开关电路 输出级采用N、P 型功率开关对管组成的全桥开关电路实现,其结构及负载电流流向如图7 所示。 图7 全桥电路结构及负载电流示意图 全桥开关电路工作在开关模式,随着输入信号的改变,m1~m4 的状态随之转换,始终只有对角一对功率开关管导通,另一对截止。 2.5 驱动电路 驱动电路结构如图8 所示,该电路能有效调节死区时间(N 型、P 型功率开关管同时关断),防止单臂“shoot- through”现象,并有保护关断功能。输入信号为比较器输出的PWM 脉冲信号,PWM1用来驱动N 型功率开关管,PWM2 用来驱动P 型功率开关管。为了避免全桥开关电路中的单臂“shoot- through”现象,当PWM 信号从低电平变为高电平时,PWM2 应首先变为高电平, 关断PMOS 功率开关管,随后PWM1 再变为高电平,开启NMOS 功率开关管,如图9 所示;反之,当PWM 信号从高变为低时,PWM1 先变为低电平,关断NMOS 开关功率管,随后PWM2 再变为低电平,开启PMOS 开关功率管。实际电路中,可以根据需要通过控制延迟单元的控制位Tc 来调整死区时间的长短。为减小失真,必须减小死区时间,该驱动电路采用了逐级增加驱动能力的方式来驱动功率管,从而减小了必要的死区时间,保证了低失真度。 图8 驱动电路结构 图9 死区时间 EN 是控制模块的使能信号,正常工作为高电平;当出现过流、过温等情况时,则变为低电平,关断全桥功率开关电路。 2.6 基准电路 本文所设计的带隙电压基准源结构如图10 所示,主要由核心电路与启动电路两部分组成。 图10 基准电路 核心电路中M1~M12 一起构成共源共栅电流镜来提供直流偏置,运放op1 采用两级共源共栅放大。另外,在图10 电路中引入了负反馈,保证了该偏置电路电流镜的准确性,同时与电源无关,具有很高的电源抑制比。 电路上电时偏置电路可能会出现零电流的情况,需要启动电路保证电路能够正常工作。电路不工作时,EN、Vs1 为0,Vs2、Vs3 为1,M15、M17 不通,运放输出为高,M3~M6 也不通,整个电路不消耗电流。当EN 由0 变成1 时,由于C1 的作用,Vs1 保持为0,Vs2 为1,Vs3 变为0,此时M15、M17 导通,inp、inn 分别被拉到0、1,运放输出变为0,M3~M6 导通,M13、M14 支路开始有电流,并对C1 充电,直到Vs1 高过I2 阈值电压时,Vs2 变为0,Vs3 则变为1,M15、M17 关断。最终电路偏离零电流状态,开始正常工作,且Vs1 充至电源电压,整个启动电路不再消耗电流。 3 结论 本文研究了基于PWM 调制技术D 类音频功率放大器的工作原理,通过引入反馈技术减小了D 类音频功率放大器的THD;通过逐级增加驱动能力的方式减小了必要的死区时间,保证了更低的失真度;采用双路反宽调制方案,一方面抑制了系统的静态功耗,另一方面去除了输出级的LC低通滤波器,达到了减小系统成本和体积的目的。

    时间:2020-07-26 关键词: 驱动电路 pwm 比较器

  • 单通道比较器AZV3001,有效的延长了平板及笔记本电脑电池使用寿命

    单通道比较器AZV3001,有效的延长了平板及笔记本电脑电池使用寿命

    Diodes公司 (Diodes Incorporated) 为需要在低压环境下工作的电池供电设备推出下一代单通道比较器AZV3001。新产品仅消耗6μA 的电流,并确保在1.6V到高达5.5V的电压范围内,非常适合为额定电源为1.8V、3.0V或5.0V的系统例如手机、平板电脑及笔记本电脑工作,并提供卓越的性能及延长电池寿命。 新比较器的内部磁滞能够防止微小的电压波动,由P通道及N通道MOSFET所组成的互补输出级则可通过完整轨到轨 (rail-to-rail) 电压摆幅来驱动输出。两款器件都提供微型封装选择,有助于缩减印刷电路板尺寸。其中单通道的AZV3001以六引脚X2-DFN1410-6封装供应,而今年稍后时间推出的双通道AZV3002则采用八引脚U-FLGA1616-8。 两款比较器提供低至0.8μs的传递延迟时间及1pA的低输入偏置电流,即使在输入过载的情况下也不会出现倒相现象。新产品为嵌入式系统设计人员提供通用解决方案,有效满足绝大多数低压便携式设备的要求。

    时间:2020-07-10 关键词: 电池 比较器

  • 比较器在转换过程中的振荡处理方法,你知道吗?

    比较器在转换过程中的振荡处理方法,你知道吗?

    什么是比较器在转换过程中的振荡处理方法?比较器是什么?应该如何理解?其实很简单。在输入端对两个电压进行比较。输出为高或者低。因此,在转换的过程中为什么存在振荡? 当转换电平缓慢改变的时候,这个现象经常会发生。常常是由于输入信号存在噪声,因此在转换电平附近的轻微波动会引起输出端的振荡。即使输入信号没有噪声,比较器本身也会存在噪声,比如其中的运放就存在噪声。当输出突然从一个轨转变到另外一个轨的时候有时也会引入噪声,并且会通过电源或者输出电路反射到输入端。 无论原因是什么,迟滞通常会是一种解决方案 - 受控正反馈。就像是猛然关断开关。当你逐渐推动杆的时候,通过中心点的时候将会猛然跳到一个新的位置。假若没有缓冲的情况下,开关会不停振荡并且其接触点将会不停地出现火花。 图 1a 给出了比较电压 VR 设定在 2V 的一个简单的比较器。在转换的过程中,缓慢上升下降的输入信号趋向于多次触发输出。 在图 1b 中,R1 和 R2 在输出端形成了一个分压器 - 正反馈切换门限电压从而形成迟滞。当一个上升的输入电压达到比较电压时候,Vo 的下降沿将使门限电压移动到一个较低的电压值,从而避免噪声引起振荡。 迟滞的幅度是由比较器的输出电压摆幅 VOH 决定的,VOH 与电阻分压器的值相关。迟滞宽度∆VT 是根据输入噪声的大小以及振荡的倾向来设定的。 如图 2 所示,将 Vin 和 VR 换接,就会形成一个具有迟滞特性的同相比较器。门限电压会稍有不同。要保证输入信号是一致的。在某些电路中,输出电平形成的反馈会对输入信号源引入干扰,从而形成振铃和更多的振荡。 某些比较器存在开漏(或者开集)输出。由于输出电容会减缓输出电平升高的速率,因此这类比较器在正输出沿形成迟滞效果有限。在你最需要门限电压改变的时候,它将仅会带来很小的门限电压的改变。同时要意识到,取决于不同的元件值,迟滞网络也会作为输出负载,减小输出电压的摆幅。 在输入信号的上升期和下降期,迟滞将会形成不同的门限电压,在某些应用中这将会是个劣势。和 R2 串联的电容会临时改变门限电压的值,也许会有足够长的时间让输入通过有噪声的门限范围。如果碰到输入变化极其缓慢,例如电池电压,这种方案就行不通。当输入信号变化速率足够快的时候,你可以尝试这种方法。 一些比较器(比如说 TLV3201) 内置了迟滞功能,不再需要外置的电阻。这是通过内部的电路结点实现的,同时使输入和输出不受电路的影响。对于大多数电路而言,这些器件的迟滞电压带是有效的。如果需要的话,你可以添加外部电阻。以上就是比较器在转换过程中的振荡处理方法解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-25 关键词: vr 运算放大器 比较器

  • Maxim MAX4002x高速比较器

    Maxim MAX4002x高速比较器

    很多电路中都会用到比较器,那么什么是比较器呢?专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起开始备货Maxim Integrated的MAX4002x 比较器。MAX40025和MAX40026单电源高速比较器是高速低压差分信号 (LVDS) 比较器,具有低传播延迟特性,是距离测量、飞行时间 (ToF) 和高速测试测量仪器的理想之选。 Maxim MAX4002x 系列为单电源高速比较器,典型传播延迟为280 ps ,过驱失真也非常低,只有25ps (典型值)。此系列器件的输入共模电压范围为1.5 V至VDD+0.1 V,能兼容MAX40658等多款广泛使用的高速跨阻放大器的输出。MAX40025和MAX40026 均能在2.7 V至3.6 V的电压下工作。 MAX4002x器件采用LVDS输出级,能够连接多数FPGA和CPU,有助于降低功耗,并进一步优化系统。另外互补输出还可抑制输出线路的共模噪声。与单端输出相比,此系列器件的全差分LVDS输出可提供高速数字信号,还能降低EMI以满足各种低噪声、高性能设计需求。 Maxim MAX40025比较器采用节省空间的紧凑型1.218 mm × 0.818 mm WLP封装,而MAX40026采用符合AEC-Q100 汽车级标准的2 mm × 2 mm TDFN封装 。另外针对开发用途,贸泽还提供了MAX40025EVKIT评估套件,该套件具有多种布局方案,便于工程师修改输入端。 MAX4002x比较器适用于各种应用,包括激光雷达、雷达、声纳、ToF传感器、高速差分线路接收器、示波器中的高速触发以及通信设备。以上就是Maxim Integrated的MAX4002x 比较器。希望对大家有所帮助。

    时间:2020-03-24 关键词: maxim 高速 max4002x 比较器

  • Maxim MAX4002x高速比较器在贸泽开售,低传播延迟备受激光雷达和ToF应用青睐

    Maxim MAX4002x高速比较器在贸泽开售,低传播延迟备受激光雷达和ToF应用青睐

    2019年10月23日–专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子(Mouser Electronics)即日起开始备货Maxim Integrated的MAX4002x比较器。MAX40025和MAX40026单电源高速比较器是高速低压差分信号(LVDS)比较器,具有低传播延迟特性,是距离测量、飞行时间(ToF)和高速测试测量仪器的理想之选。Maxim MAX4002x系列为单电源高速比较器,典型传播延迟为280ps,过驱失真也非常低,只有25ps(典型值)。此系列器件的输入共模电压范围为1.5V至VDD+0.1V,能兼容MAX40658等多款广泛使用的高速跨阻放大器的输出。MAX40025和MAX40026均能在2.7V至3.6V的电压下工作。MAX4002x器件采用LVDS输出级,能够连接多数FPGA和CPU,有助于降低功耗,并进一步优化系统。另外互补输出还可抑制输出线路的共模噪声。与单端输出相比,此系列器件的全差分LVDS输出可提供高速数字信号,还能降低EMI以满足各种低噪声、高性能设计需求。Maxim MAX40025比较器采用节省空间的紧凑型1.218mm × 0.818mm WLP封装,而MAX40026采用符合AEC-Q100汽车级标准的2mm × 2mm TDFN封装。另外针对开发用途,贸泽还提供了MAX40025EVKIT评估套件,该套件具有多种布局方案,便于工程师修改输入端。MAX4002x比较器适用于各种应用,包括激光雷达、雷达、声纳、ToF传感器、高速差分线路接收器、示波器中的高速触发以及通信设备。

    时间:2019-10-23 关键词: tof max4002x 比较器

  • ROHM开发出抗干扰性能优异的比较器“BA8290xYxxx-C系列”

    ROHM开发出抗干扰性能优异的比较器“BA8290xYxxx-C系列”

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都)面向汽车动力系统和引擎控制单元等在严苛环境下使用车载传感器的车载电装系统,开发出抗EMI性能*1(以下称“抗干扰性能”)极其出色的接地检测比较器*2“BA8290xYxxx-C系列”(BA82903YF-C/BA82903YFVM-C/BA82901YF-C/BA82901YFV-C)。在国际标准“ISO11452-2”的抗扰度测试中,本产品作为传感器输出信号等的阈值判断用比较器,在各种噪声频段均表现出极其出色的抗干扰性能,输出电压波动均在±1%以内。普通产品受噪声干扰的影响,输出电压波动达±20%以上,甚至可能发生误动作(High/Low反转),而本产品不会受到噪声干扰的影响,因此,可减轻以往采用各种滤波器降噪的设计负担,有助于减少系统的设计工时并提高可靠性。本产品已于2019年2月开始出售样品(样品价格500日元/个,不含税),计划于2019年10月开始暂以月产100万个的规模投入量产。前期工序的生产基地为ROHM Wako Co.,Ltd.(日本冈山),后期工序的生产基地为ROHM Integrated Systems(Thailand)Co.,Ltd.(泰国)。该比较器系列将与2017年ROHM推出的抗EMI性能优异的运算放大器*2系列一起,作为实现了极其出色的抗干扰性能的“EMARMOUR系列”之一而供应。未来,ROHM会将具有卓越抗干扰性能的技术应用到电源IC等产品中,为进一步简化车载系统的设计并提高其可靠性贡献力量。近年来,随着用于电动汽车和ADAS(高级驾驶辅助系统)的车载电装系统的电子化、高密度化日益加速,噪声环境也越来越严峻。通常,在汽车开发中,难以对电路板和系统单体做噪声评估,一般需要组装后进行评估,然而一旦评估结果NG,就需要大规模修改,因此噪声设计一直是很大的课题。ROHM针对该课题,于2017年推出了抗噪性能极其出色、可减轻噪声设计负担的运算放大器,并在车载市场获得了高度好评。此次,为了满足市场强劲的需求,ROHM运用自身技术,开发出抗EMI性能优异的比较器。<什么是“EMARMOUR”?>“EMARMOUR”是ROHM产品的品牌名,该品牌产品融入了ROHM的“电路设计技术”、“布局技术”及“工艺技术”优势开发而成,并在ISO11452-2的国际抗扰度评估测试中,实现在各种噪声频段的输出电压波动均在±3%以内的抗干扰性能。由于抗干扰性能非常出色,有助于解决车载电装系统开发过程中的噪声干扰问题,因而可减少设计工时并提高可靠性。<新产品特点>1. 抗干扰性能极其出色,有助于减少设计工时在各种噪声频段,普通产品的输出电压波动达±20%以上,甚至可能发生误动作(High/Low反转),相比之下,“BA8290xYxxx-C系列”的抗干扰性能非常出色,输出电压波动仅±1%以内,且不会发生误动作。因此,可减轻在车载电装系统中发挥重要作用车载传感器的噪声设计负担,从而有助于减轻系统的设计工时并提高可靠性。2. 降噪用部件数量减少因为该系列产品的抗干扰性能极其出色,所以可减少普通产品必不可少的外置降噪部件(电源、输入、输出的三种CR滤波器)。以四通道比较器为例,与普通产品相比,共可减少28个降噪部件。3. 满足全球汽车领域的要求(AEC-Q100)“BA8290xYxxx-C系列”不仅满足全球汽车电子产品可靠性标准AEC-Q100,而且,与普通产品相比,消耗电流仅为0.6mA(普通产品为0.8mA),失调电压仅为±5mV(普通产品±7mV)。另外,产品采用标准的比较器引脚配置、常用的表面贴装型封装和通道数,可轻松替换可能有噪声问题的现有产品。<抗干扰性能极其出色的“EMARMOUR系列”产品阵容><应用示例>■EV/HEV的逆变器 ■引擎控制单元 ■自动变速箱■电动助力转向系统 ■车灯 ■组合开关■EV充电器 ■汽车导航 ■汽车空调等对电子电路降噪要求高的各种车载电装系统。<术语解说>*1) 抗EMI(Electromagnetic Interference: 电磁干扰)性能抗EMI性能是表示对周围产生的噪声干扰的耐受性的指标。如果抗EMI性能较差,则当周围产生噪声干扰时,元器件或系统有可能产生误动作,因此需要使用滤波器(电容器、电阻器等)和屏蔽(金属板)来降低噪声。反之,如果抗EMI性能优异,则无需担心噪声干扰的影响,这在减少针对噪声的设计工时方面具有非常明显的优势。*2) 运算放大器和比较器运算放大器简称“运放”,可放大输入信号。通过放大传感器输出信号等微小信号,使之达到微控制器等可识别的电压电平。比较器用于判断输入信号的阈值。可对传感器的输出信号等进行阈值判断,并可输出数字(High/Low)信号。

    时间:2019-10-17 关键词: 传感器 抗干扰 比较器

  • 把运放当成比较器用是否可行?

    把运放当成比较器用是否可行?

    许多人偶尔会把运算放大器当比较器使用。一般而言,当您只需要一个简单的比较器,并且您在四运算放大器封装中还有一个“多余”运算放大器时,这种做法是可行的。 稳定运算放大器运行所需的相位补偿意味着把运算放大器用作比较器时其速度会非常的低,但是如果对速度要求不高,则运算放大器可以满足需求。偶尔会有人问到我们运算放大器的这种使用方法。这种方法有时有效,有时却不如人们预期的那样效果好。为什么会出现这种情况呢? 许多运算放大器都在输入端之间有电压钳位,其大多数一般都使用背靠背二极管(有时使用两个或者更多的串联二极管)来实施。这些二极管保护输入晶体管免受其基极结点反向击穿的损害。差动输入为约 6V 时便会出现许多 IC 工艺击穿,这会极大地改变或者损坏晶体管。下图显示了 NPN 输入级,D1 和 D2 提供了这种保护功能。 在大多数常见运算放大器应用中,输入电压均约为零伏,其根本无法开启这些二极管。但是很明显,对于比较器的运行而言,这种保护便成了问题。在一个输入拖拽另一个输入(以一种讨厌的方式拉其电压)以前,差动电压范围(约0.7V)受限。 尽管如此,但我们还是可以把运算放大器用作比较器。但是,在我们这样做时必须小心谨慎。 在一些电路中,这种做法可能是完全不能接受的。问题是我们(包括其他运算放大器厂商)并没有总是说明这些钳位的存在。即使有所说明,我们可能也不会做详细的解释或者阐述。也许我们应该说:“用作比较器时,请小心谨慎!”产品说明书的作者们通常也只是假设您肯定会把运算放大器当作运算放大器用。 最近,我们在美国亚利桑那州图森产品部召开了一个会议。会议决定,我们以后将会更加清楚地说明这种情况。但是,现在已经生产出来的运算放大器怎么办呢? 下列指导建议可能会对您有所帮助:一般而言,双极 NPN 晶体管运算放大器都有输入钳位,例如:OP07、OPA227和 OPA277等。uA741是一个例外,它具有 NPN 输入晶体管,并且有一些为 NPN 提供固有保护的附加串联横向 PNP。 使用横向 PNP 输入晶体管的通用运算放大器一般没有输入钳位,例如:LM324、LM358、OPA234、OPA2251和 OPA244。这些运算放大器一般为“单电源”类型,其意味着它们拥有一个扩展至负电源端(或者稍低)的共模范围。输入偏置电流为一个负数时,表示输入偏置电流自输入引脚流出。这时,我们通常可以认定它们为这类运算放大器。但是,需要注意的是,使用 PNP 输入的高速运算放大器一般有输入钳位,而这些 PNP 是一些具有更低击穿电压的垂直 PNP。 更高电压(一般大于 20V)下工作的JFET 和 CMOS 放大器,可能有也可能没有钳位。这种不确定性,要求您进行更多仔细的检查。所用工艺和晶体管类型的特性,决定了其内部是否存在钳位。 大多数低压 CMOS 运算放大器都没有钳位。自动归零或者斩波器类型是一个特例,其可能具有类似钳位的行为表现。 底线是……如果您考虑把运算放大器用作比较器,请一定小心谨慎。 仔细阅读产品说明书,不要漏掉一点信息,包括应用部分的一些注解内容。在电路试验板或者样机中验证其表现,查看一个输入电压对另一个输入电压的影响。不要依赖 SPICE 宏模型。一些宏模型可能并不包括对钳位建模的一些额外组件。另外,当您笨手笨脚地把运算放大器从一个轨移动到另一个轨时可能出现其他一些现象,我们可能无法精确地对这些现象建模。

    时间:2019-08-11 关键词: 放大器 电源技术解析 比较器

  • 比较器的合理选择

    比较器的合理选择

    长期以来,受运算放大器的影响,比较器的应用一直没有得到应有的重视。直到目前随着比较器性能指标的改进,使其更好地胜任电压比较这一基本任务,这一状况才得到改善,本文主要介绍新型比较器的性能及其典型应用。比较器的功能比较器的两路输入为模拟信号,输出则为二进制信号,当输入电压的差值增大或减小时,其输出保持恒定。从这一角度来看,也可以将比较器当作一个1位模/数转换器(ADC)。比较器与运算放大器运算放大器在不加负反馈时,从原理上讲可以用作比较器,但由于运算放大器的开环增益非常高,它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且,在这种情况下,运算放大器的响应时间比比较器慢许多,而且也缺少一些特殊功能,如:滞回、内部基准等。比较器通常不能用作比较器,比较器经过调节可以提供极小的时间延迟,但其频响特性受到一定限制,运算放大器正是利用了频响修正这一优势而成为灵活多用的器件。另外,许多比较器还带有内部滞回电路,这避免了输出振荡,但同时也使其不能当作运算放大器使用。电源电压比较器与运算放大器工作在同样的电源电压,传统的比较器需要±15V等双电源供电或高达36V的单电源供电,这些产品在工业控制中仍有需求,许多厂商也仍在提供该类产品。但是,从市场发展趋势看,目前大多数应用需要比较器工作在电池电压所允许的单电源电压范围内,而且,比较器必须具有低电流、小封装,有些应用中还要求比较器具有关断功能。例如:MAX919、MAX9119和MAX9019比较器可工作在1.6V或1.8V至5.5V电压范围内,全温范围内的最大吸入电流仅为1.2µA/1.5µA,采用SOT23、SC70封装,类似的MAX965和MAX9100比较器工作电压可低至1.6V,甚至1.0V,因而非常适合电池供电的便携式产品,见表1。 表1. MAX9015-MAX9020选型指南 PartComparator(s)Int. Reference (V)OutputSupply Current (µA)MAX9015A11.236, ±1%Push-pull1MAX9016A11.236, ±1%Open drain1MAX9017A21.236, ±1%Push-pull1.2MAX9017B21.24, ±1.75%Push-pull1.2MAX9018A21.236, ±1%Open drain1.2MAX9018B21.24, ±1.75%Open drain1.2MAX90192-Push-pull0.85MAX901202-Open drain0.85微型封装比较器纳安级功耗比较器采用节省空间的晶片级封装(UCSP),电源电流低至1μA,例如:MAX9025-MAX9098系列产品,是超低功耗系统的理想选择。采用5引脚SC70封装的MAX9117-MAX9120单比较器系列产品,其电源电流低至600nA,提供两种输出供用户选择:推挽式或漏极开路,请参考表2。这些比较器非常适合2节电池的监测/管理应用。 表2. 微小封装的比较器 PackagePartComparator(s)Int. ReferenceOutputSupply Current (µA)6-UCSPMAX90251Push-pull1.06-UCSPMAX90261Open drain1.06-UCSPMAX90271Push-pull0.66-UCSPMAX90281Open drain0.65-SC70MAX91171Push-pull0.65-SC70MAX91181Open drain0.65-SC70MAX91191Push-pull0.355-SC70MAX91201Open drain0.35比较器的性能指标比较器两个输入端之间的电压在过零时输出状态将发生改变,由于输入端常常叠加有很小的波动电压,这些波动所产生的差模电压会导致比较器输出发生连续变化。为避免输出振荡,新型比较器通常具有几mV的滞回电压。滞回电压的存在使比较器的切换点变为两个:一个用于检测上升电压,一个用于检测下降电压(图1)。高电压门限(VTRIP+)与低电压门限(VTRIP-)之差等于滞回电压(VHYST),滞回比较器的失调电压(VOS)是VTRIP+和VTRIP-的平均值。 图1. 开关门限、滞回和失调电压不带滞回的比较器的输入电压切换点是输入失调电压,而不是理想比较器的零电压。失调电压(即切换电压)一般随温度、电源电压的变化而变化。通常用电源抑制比(PSRR)衡量这一影响,它表示标称电压的变化对失调电压的影响。理想的比较器的输入阻抗为无穷大,因此,理论上对输入信号不产生影响,而实际比较器的输入阻抗不可能做到无穷大,输入端有电流经过信号源内阻并流入比较器内部,从而产生额外的压差。偏置电流(IBIAS)定义为两个比较器输入电流的中值,用于衡量输入阻抗的影响。例如,MAX917、MAX9117系列比较器在整个工作温度范围内的最大偏置电流仅为2nA,室温下(TA = +25°C)偏置电流低于1nA,见表3。 表3. 低IBIAS PartIBIASMAX9025—MAX90281nA (max) @ TA = +25°C2nA (max) @ TA = TMIN to TMAXMAX9117—MAX91201nA (max) @ TA = +25°C2nA (max) @ TA = TMIN to TMAXMAX9171nA (max) @ TA = +25°C2nA (max) @ TA = TMIN to TMAX随着低电压应用的普及,为进一步优化比较器的工作电压范围,Maxim公司利用npn管与pnp管相并联的结构作为比较器的输入级,从而使比较器的输入电压得以扩展,可以比电源电压高出250mV,因而达到了所谓的超电源摆幅标准。这种比较器的输入端允许有较大的共模电压。比较器输出由于比较器仅有两个不同的输出状态,零电平或电源电压,具有满电源摆幅特性的比较器输出级为射极跟随器,这使得其输出信号与电源摆幅之间仅有极小的压差。该压差取决于比较器内部晶体管饱和状态下的集电极与发射极之间的电压。CMOS满摆幅比较器的输出电压取决于饱和状态下的MOSFET,与双极型晶体管结构相比,在轻载情况下电压更接近于电源电压。输出延迟时间是选择比较器的关键参数,延迟时间包括信号通过元器件产生的传输延时和信号的上升时间与下降时间,对于高速比较器,如MAX961、MAX9010-MAX9013,其延迟时间的典型值分别达到4.5ns和5ns,上升时间为2.3ns和3ns (注意:传输延时的测量包含了上升时间)。设计时需注意不同因素对延迟时间的影响(图2),其中包括温度、容性负载、输入过驱动等因素。对于反相输入,传输延时用tPD-表示;对于同相输入,传输延时用tPD+表示。TPD+与tPD-之差称为偏差。电源电压对传输延时也有较大影响。 图2. 外部因素对传输延时的影响有些应用需要权衡比较器的速度与功耗,Maxim公司针对这一问题提供了多种芯片类型供选择,其中包括从耗电800nA、延迟时间为30µs的MAX919到耗电6µA、延迟时间为540ns的MAX9075;耗电600µA、延迟时间为20ns的MAX998到耗电11mA、延迟时间为4.5ns的MAX961;从耗电350µA、传输延时25ns的MAX9107到耗电900µA、传输延时5ns的MAX9010最近推出的MAX9010 (SC70封装),其延迟时间低至5ns电源电流只有900µA,为产品设计提供了更多的选择。如需超高速、ECL或PECL输出、延迟500ps的比较器,请参考MAX9600/MAX9601/MAX9602。实际比较器比较器通常用于比较一路输入电压和一路固定的电压基准,为满足这种应用需求,Maxim将基准源与比较器集成在同一芯片内,这样不仅节省空间而且比外部基准耗电少,如,MAX9117在全温范围内的最大消耗电流只有1.3µA (包括内部其准源)。考虑环境温度的变化和基准源的类型,集成基准源的精度一般在1%至4%。对于精度要求较高的应用,可以考虑选用MAX9040系列产品,其内置基准源的初始精度可以达到0.4%、最大温度漂移为30ppm/°C。双比较器MAX9017/MAX9018 、MAX923、MAX933和漏极开路输出的MAX973、MAX983非常适合窗比较器应用,内部基准可以连接到这些比较器的同相输入端或反相输入端,利用三个外部电阻即可设置过压、欠压门限(图1所示)。另外,这些芯片还含有滞回输入引脚,该引脚外接两个分压电阻设置滞回电压门限。为便于使用,有些比较器(例如:MAX912/MAX913)还提供互补输出,即对应于输入的变化,两路变化方向相反的输出。快速延时(5mV过驱动时典型延迟时间1ms)使得MAX9201/MAX9203非常适合高速ADC和高速采样电路,如:接收机、V/F转换器及其它数据识别系统。其它高速、低功耗比较器,例如:MAX9107/MAX9108/MAX9109,是工业标准比较器MAX907/MAX908/MAX909等的低成本升级产品。双比较器,MAX9107,提供8引脚SOT23封装;单比较器,MAX9109,采用节省空间的6引脚SC70封装;四比较器,MAX9108,采用14引脚TSSOP封装,见表4和图3。 表4. 超高速比较器 Speed (ns)PartComparator(s)Supply Current (A)Package4.5MAX99915m5-SOT234.5MAX96225m8-µMAX5MAX901010.9m6-SC705MAX901110.9m6-SOT235MAX901220.9m8-µMAX5MAX901310.9m8-µMAX7MAX920144.7m16-TSSOP7MAX920222.5m14-TSSOP7MAX920311.3m8-SOT238MAX90042.5m20-SO8MAX90142.5m16-SO8MAX90222.5m14-SO8MAX90312.5m8-SO10MAX91226m16-SO10MAX91316m8-µMAX25MAX91072350µ8-SOT2325MAX91084350µ14-TSSOP25MAX91091350µ6-SC7040MAX91401150µ5-SC7040MAX91411165µ8-SOT2340MAX91422150µ8-SOT2340MAX91444150µ14-TSSOP40MAX9072700µ8-SO40MAX9084700µ14-SO图3. SC70封装、具有最佳速度/功耗比的比较器选择应用这一部分介绍了三种比较器的典型应用。第1个例子是电平转换器,可完成3V逻辑至5V逻辑的变换。如图4所示,漏极开路输出比较器,如MAX986,提供了一个极为简捷的实现方案,同样,如果比较器供电电压允许(如MAX972),也可实现±5V双极性逻辑至3V单极性逻辑的电平转换。具体应用时应注意输入信号不要超出电源电压的摆幅,流入输出端的电流由大阻值的上拉电阻限制(参考MAX986数据资料的Absolute Maximum Ratings)。图4. 3V至5V电平转换器图5电路解决了另一常见问题,该电路可将双极性输入(这里为正弦波)转换为单极性的方波输出,外加偏置电压为:图5. 单极性比较器处理双极性信号两个阻值相同的电阻(R4)将比较器切换检测门限设置在电源电压的一半。图6所示是利用四个比较器构成一个电流检测电路,可用于指示输入电流的四个范围,旁路电阻用于将输入电流转换为电压信号,R1-R2用于设置运算放大器的增益,并为比较器提供所需要的基准电压。R4-R7用来设置不同数字输出状态所对应的检测门限。 图6. 测量四个电流范围的方案类似文章发表于ECN,2001年7月1日。

    时间:2018-11-30 关键词: maxim integrated products 电源技术解析 比较器

  • MSP430的比较器

    这两天研究了一下430的比较器,开始的时候,没有看懂是怎么一回事,在网站看这方面的博客,好像懂了,但是一到编程,就变得无从下手,但是,皇天不负有心人,笔者还是把他弄懂了其实这里就是看懂一幅图,两个寄存器,明白工作原理就可以了这是比较器A的逻辑图,比价器A由4个部分组成标号1:内部参考电压发生器,可以产生0.25V,0.50v的参考电压标号2,:外部电压输入端,CA0对应P2.3,CA1对应P2.4标号3:内部比较器,今天上课刚好上了比较器,也就是正输入端大于负输入端的时候,比较器输出一个1,同时产生一个中断标志位标号4:也就是比较结果输入端因此,一般的模版就可以出来了1:设置内部的参考电压2:打开外部的输入端3:设置外部I/O的属性,也就是P2.3或者P2.4的输入属性4:判断输出的结果步骤一对应上个步骤的1:这时候就要熟悉寄存器了,比较器A有两个寄存器CACTL1,CACTL2设置内部参考电压是用CACTL1:这里举一个模版例子:CACTL1 = CARSEL+CAREF1+CAON;翻译就是,将CACTL1 = 内部参考电压在比较器的正向端输入还是反向端输入+选择是0.25V参考电压还是0.5V参考电压+打开比较器A步骤二对应上个步骤的2打开外部的输入端:用的是CACTL2,CACTL2=P2CAO翻译就是,外部选择的是P2CAO也就是讲P2.3作为输入端,步骤三:设置I/O属性P2DIR = 0x00;//把IO设为比较器的输入端P2SEL "=BIT3;步骤四:比较输入输出结果:这时候也要熟悉寄存器了,CACTL2中的最低位,也就是CAOUT,如果正向端大于负向端的话,cout变为1,这时候典型的判断语句就是if((CACTL2|0xfe) == 0xff)//最低位如果置位为1的话,CACTL1中的最低位,也就是比较器的中断标志位也会置位{ 进一步操作; 中断标志置位为1}示例代码:将P2.3输入的电压与0.25进行比较,如果大于的话,点亮led灯,并将中断标志清除#includevoid main( void ){ // Stop watchdog timer to prevent time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; CACTL1 =CARSEL +CAREF1 +CAON; CACTL2 = P2CA0; P2DIR = 0x00;//把IO设为比较器的输入端 P2SEL |=BIT3; P3OUT |=BIT5; P3DIR |=BIT5; while(1) { if((CACTL2 |0xfe)==0xff) { P3OUT &=~BIT5; //比较电压是否超过0。25V CACTL1 &=0xfe; //清除中断标志 } else { P3OUT |=BIT5; } }}

    时间:2018-11-29 关键词: MSP430 比较器

  • 细说电阻计的8个特点

    电阻计,主要用于测量电阻的阻值。电阻计具有元件测试分类所必需的比较器功能。电阻计可手动测试或系统应用测试,可16次/秒快速采样、温度补偿和自动选择量程,并可根据不同用途选择版本。电力设备的接地引下线与地网的可靠连接是电力设备安全运行及操作人员人身安全的根本保证。本产品是电力、电信、石化、铁路、冶金等行业的必备检测设备。  电阻计特点:  1.干电池供电。  2.采用异频小电流法测试,无交流干扰。  3.采用DDS、数字选频、梳装滤波等新技术确保了测试精度。  4.可以测试纯电阻(相当于微欧表)。  5.大容量数据存储。  6.采用大屏幕液晶,显示界面美观,易懂。  7.自恢复过流/过热保护功能,使仪器使用更安全。  8.采用便携式设计,体积小,重量轻,携带方便。

    时间:2018-11-27 关键词: 电阻计 测量电阻 比较器

  • 理解精密比较器特殊的工作特性

    理解精密比较器特殊的工作特性

    比较器是一种得到广泛使用的电路元件。在许多情况下,如方脉冲整形电路中,电压比较的精度不是很关键,电压值可以在几百毫伏范围内变化而不影响电路性能。然而,也有许多应用要求非常精确的比较电压,而且这些电压要求具有很小的漂移,不会与迟滞电路发生交互影响。本文讨论了将普通比较器应用于精密电压检测时遇到的问题,并介绍了一款新的能够克服这些问题的精密比较器。 普通比较器 比较器是一种高增益放大器,可以放大输入端很小的差分信号,并驱动输出端切换到两个输出状态中的一个。图1是基本的比较器电路,可以用在反相或同相配置中。输入信号与门限电压VTH进行比较,输出端根据输入信号是小于还是大于VTH而改变其状态。 图1B和1D给出了比较器电路的转换函数。同相比较器被定义为在输入信号大于门限电压时输出为正的比较器,而反相比较器被定义为输入信号大于门限电压时输出为负的比较器。 图1:同相与反相比较器的转换函数。 比较器的增益决定了将输出驱动到高或低输出状态所要求的差分输入电压。例如,如果比较器的增益为80dB,即10,000倍,并且供电电压为5V,那么把输出驱动为高或低状态所需的输入差分电压只需0.5mV。这种情况下,很容易因为信号上或比较电压VTH上的噪声而在比较器输出端产生多次状态变化的问题。 图2中的示波器图形,显示了一个有较小噪声的输入信号、以及它对图1C所示的反相比较器输出状态的影响。在图2中,绿色线条代表的是输入信号VS,蓝色线条代表的是门限电压VTH,而黄色线条代表的是比较器的输出VO。 图2所示的比较器输出信号下降沿的波动可以利用正反馈消除,因为正反馈可以用来增加比较器的滞后效应。图3给出了图1所示比较器的应用原理图,其中反馈电阻Rf和Ri增加的正反馈和滞后功能也显示于转换函数的图形中。 图2:没有滞后的比较器信号。 图3:带滞后效应的同相与反相比较器的转移函数。 正反馈增强了信号电压与转变点参考电压VTH之间的差异,并产生两个门限值:一个用于正方向变化的输入信号,一个用于负方向变化的信号。它们在图3中分别被标记为LSTV(下位状态转换电压)和USTV(上位状态转换电压)。滞后功能将抑制小于滞环宽度的噪声幅度,并阻止出现多次输出状态转变。 讨论具有滞后功能的比较器需要引入一个新的术语:状态转换电压,它被定义为导致比较器输出状态发生切换时的实际信号电压值。状态转换电压有两个独特的值,具体取决于比较器输出电压;VTH是门限电压(或阀值电压),也是理想的比较电压。 STV即状态转换电压的缩写,它是输出状态改变时的信号电压。STV有两个值: ·USTV,即上位状态转换电压的缩写,是比门限电压更大的STV。 ·LSTV,即下位状态转换电压的缩写,是比门限电压更小的STV。 图4中的示波器图形是图3中的反相比较器增加了滞后功能后的效果。其中绿色线条代表的是输入信号VS,黄色线条是输出信号VO,而蓝色线条是比较器+IN引脚上的电压。该图显示了增加滞后功能后门限电压的阶跃函数,从而产生了USTV和LSTV。 图4:带滞后效应的反相比较器。 在该图中,输入信号已经被稍稍向上偏移了一些,以便展示滞后步骤的细节。 虽然滞后可以消除状态转换期间的输出波动,但状态转换电压的实际值的精度将有所下降。没有滞后效应时,VTH、USTV和LSTV的值是相等的。 有了滞后功能后,USTV和LSTV将受到反馈电阻精度、比较器输出饱和电压、VTH值以及任何与信号源或门限电压源有关的源阻抗的影响。 参考图3A,该图显示的是不带滞后功能的同相比较器,+IN引脚上的电压等于等式1: 等式1忽略了输入偏置电压和输入偏置电流的影响。输出电压VO有两个值,一个是VOL,即输出低饱和电压,一个是VOH,即输出高饱和电压,因此+IN电压有两种计算结果。输出饱和电压值在大多数数据手册中都有规定。状态转换电压是输入信号VS在+IN=VTH时的值。 等式2给出了同相下位状态转换电压: 等式3给出了同相上位状态转换电压:图3C是带滞后功能的反相比较器,+IN引脚上的电压等于等式4:等式4也忽略了输入偏置电压和输入偏置电流的影响。 等式5给出了反相下位状态转换电压: 等式6给出了同相上位状态转换电压:拿同相比较器为例,等式2和3可以用来计算一系列曲线以表明这种滞后效应对实际状态转换电压的影响,以及围绕VTH的滞后电压位置。 图5是VTH在0到5V范围内变化时得到的状态转换电压图。该图叠加了两个节点。 图5:同相比较器状态转换电压。 标记为+IN=VTH的黄线是+IN=VTH时的图形,它代表了比较器输入端的电压,是比较器输出端改变状态时的点组成的曲线。 标记为USTV的绿线以及标记为LSTV的蓝线分别是上位和下位状态转换电压的图形。 这些值是在+IN等于VTH、Rf=100kW、Ri=20kW、VOL=0.0V和VOH=5.0V时用等式2和3算出来的。这里选用了正反馈的较大值以便清晰地表明结果。在电路工作期间,当VS信号高于上位状态转换电压时,比较器的输出将切换到高输出状态;当VS低于下位状态转换电压时比较器的输出则切换到低输出状态。 这带来的主要影响是当门限电压值变化时滞后效应不对称。滞后曲线的位置不是以门限电压为中心(只有一个点例外)并且取决于VTH。 对有些比较器应用而言,状态转换电压的精度不是关键,但还是有许多应用可以从精确、容易受控的状态转换电压受益。 “剂量调节”就是这类应用之一,其中的“剂量(Dose)”是速率的积分。例如,如果一个管道中的液体流速为每分钟1加仑,那么剂量或一定时间间隔内液体的总量就是总液体数量或这段时间内流动速率的积分。 作为本例的一个具体应用是医疗X射线放射量测定,它用于控制X射线胶片的曝光。在X射线诊断过程中,对X射线胶片进行精确地曝光控制有助于减少病人接受的X射线。 针对这个应用的电路如图6所示。 图6:具有可编程曝光功能的X射线放射量测定器。 该电路由两个功能组成:一个是电离室,它能检测X射线,并产生正比于X射线强度的电流IIC;另一个是由放大器A1和电阻RF组成的跨阻放大器(TIA),用来将电离室电流转换成电压: Dose = IIC x RF 放大器A1是针对非常低输入偏置电流(典型3fA)设计的LMP7721,它非常适合放大源阻抗较高的信号,如电离室。放大器A2是一个用来测定剂量的积分器,它是剂量速率的积分: 当引脚1的积分器输出与引脚2的门限电压相等时,比较器LMP7300会指示所需剂量已达到。 在这类应用中,所需剂量取决于多种因素,如被照射X射线的物体密度。 图6中的12位DAC用来设置比较器的门限电压。LMP7300具有一个精确稳定的2.048V参考电压,这个参考电压被放大器A3放大到4.096V,并成为DAC的电压参考,而DAC则向LMP7300比较器提供可编程门限电压。 该应用的另一个特点是使用LM2787和LM285-2.5为放大器A1和A2产生-0.25V的供电电压。这个很小的负电压可以使放大器输出摆幅为0V,并根据速率和剂量信号改变放大器A1和A2的输出饱和电压到0V左右。 用于这类应用的比较器需要具有一个精确门限电压,该门限电压要能在一定范围内是可编程的,以便优化胶片曝光。门限电压应独立于滞后电压值、门限电压值、比较器的输出饱和电压和反馈电阻容差。像LMP7300这样的精密比较器就可以提供这些性能。具有独立比较器功能和滞后控制功能的LMP7300如图6所示。 另外,控制USTV的正向滞后和控制LSTV的反向滞后电路都具有独立的控制输入。这个重要特点如图7所示,该图给出了输入信号和滞后控制组合下的比较器转换函数。这个比较器有效地将代表了理想比较电压的门限电压与USTV和LSTV分开来,从而在提供精确信号比较的同时仍能提供滞后功能。 图7:LMP7300独立的滞后控制功能。 LMP7300的滞后值受控于VREF电压和施加于HYSTP和HYSTN引脚电压之间的电压差。图7A和7D显示了两种可能的滞后连接。如果一个滞后引脚被直接连接到VREF电压,那部分滞环就会被删除。参考图6,滞后电压值约为20mV: 由于滞后电压独立于VTH电压,因此R5和R6不要求是精密电阻。无需改变VTH值,滞环宽度要多宽就可以多宽。 本文重点介绍了精密比较器(比如LMP7300)如何能利用外部反馈电阻产生滞后效应,来克服现有比较器中常见的门限和滞后交互问题。 作者:Walter Bacharowski 放大器应用经理 国家半导体公司

    时间:2018-11-13 关键词: 电源技术解析 反馈电阻 比较器

  • 采用新型放大器实现高性能的电流检测

    采用新型放大器实现高性能的电流检测

    绝大多数的模拟芯片(比较器、运算放大器、仪表放大器、基准源和滤波器等)都是用来处理电压信号的。当用来处理电流信号时,设计师的选择就较少了,且头痛的事情也比较多。这是很不幸的,因为直接监控和测量电流具有很大的优点。对于电机力矩、螺线管力、LED亮度、太阳能电池光照以及电池能量等参数,通过观测电流是最好的监控方式。因此需要一个能够精密地检测电流并将该电流转换成易于常见的电压型器件(放大器、比较器和ADC等)进行放大、调节和测量的电压的电路。 尽管一只电阻就可以将电流转换成电压,但电阻自身却无法提供完整方案。最常用的方案是采用一只检测电阻,将该电阻直接串联在电流通道中,再用一个放大器来隔离并调节电阻上的电压(VSENSE)。 图1:电流检测电路的原理。 图2:实际的电流检测电路。 结合使用放大器和检测电阻 乍看起来,将一只电阻器与地串联起来似乎与最直接的电流检测方案很相似。这种技术就是众所周知的低端电流检测(图3A),该技术要求没有接地路径存在,因为接地路径会对检测电阻器周边的电流分流,或者说会使相邻电路贡献电流。特别是当机械外壳是系统地的话,要串联进一只检测电阻器将是不实际的。同样,由于地并非良导体,系统中不同点的接地电压会不一致,从而在精密测量中需要采用一个差分放大器(图3B)。 图3A:低端电流检测拓扑。 图3B:低端电流检测电路实现。 当实现低端电流检测时有一个非常严重的问题。在接地路径中采用一只电阻器,意味着负载的地电位随着电流的变化而变化。这将引起系统的共模误差,并在与要求相同地电位的其他系统连接时出现问题。因为VSENSE的幅度将影响分辨率,设计师需要在分辨率和接地噪声方面进行权衡。100mV的VSENSE满量程将转换成100mV的注入接地噪声。但是,可以通过将电流检测电阻器置于电源和负载之间来避免出现上述地电平的变化问题。 这种替代方案被称作为高端电流检测。同样,位于检测电阻两端的差分电压提供了直接的电流测量,但在电阻器的两端存在一个非零的共模电压。因此该电路也提出了技术挑战,即必须将微小的差分检测电压与来自电源的共模电压区分开来(图4)。 图4:高端电流检测。 对于低压系统,仪表放大器或轨到轨差分放大器足以用来实现高端检测电阻器的检测。放大器的输出必须转换到地,且不能增加太大的误差。而到电源电压非常高时,就需要采用电路将VSENSE降低到放大器的共模范围内,或者将放大器悬浮到电源电压上。这样,除了增大电路板空间和成本外,该技术还假定了共模电压必须位于一个很小的规定范围内。对于绝大多数的电流检测应用,能够预测大的共模波动是非常有用的。例如,如果在电源电压下降时电流检测电路仍能工作的话,就可以指示出究竟是电源还是负载出现了问题,电流过大时意味着限流机制或负载发生了故障,反之,过小时则说明是电源的故障。另一方面,电流检测电路可能面对超过电源电压的共模电压。许多电流型器件,例如电机和螺线管,都呈感性,流通电流的快速变化会引起电感性回扫,从而在检测电阻器上产生大的电压摆幅。也正是在这些情况下放大器显得最有用1。 简单方案 为了解决电流检测的技术挑战,出现了高端电流检测放大器。这些特殊的放大器能够从高共模电压中提取由流经小检测电阻的电流产生的低差分电压。该检测电压然后被放大并被转换成以地为基准的信号。图5给出了高端电流检测放大器的基本拓扑结构。在这种情况下,放大器将一个等效于VSENSE的电压强加到RIN上。通过RIN的电流被迫通过ROUT,从而产生一个以地为基准的电压。 很显然,对于基本的高端电流检测放大器来说,要求具有高输入阻抗,具有高精度的高增益,具有良好共模抑制性能的宽共模范围。还有一点不太明显的是放大器的精度也很重要。 图5:基本的高端电流检测放大器。 1对于开关或整流型负载,在开关和负载之间安置一个传感电阻器将会在放大器端引起一个较大的、且频率可能很高的共模电压。即便是放大器具有很高的共模抑制能力,当出现很大的高频共模电压时,也会导致CMRR误差。为了避免这一不必要的难题,传感电阻器应该对着电源放置,以免受到整流电压的影响。 阻抗是关键 理想情况下,电流和电压检测都不应影响所连接的负载。这意味着电压检测器件应该具有近似无穷大的输入阻抗,这样才能确保对负载没有明显的分流。相反,电流检测应该具有近似为零的输入阻抗,这样才能确保加到负载上的电压不会明显降低。高端电流检测电路(放大器+电阻器)应满足这两项要求。用来检测RSENSE上电压的放大器必须具有高输入阻抗,而用来检测负载电流的电阻则必须非常小。 为了进一步证明这一点,可以尝试使用大检测电阻。随着串联电阻的增加,负载上的电压下降。外部串联的电阻是消耗能量的原因,过大的检测电阻还会导致过度的热耗散,从而引起长期的可靠性问题。 那么,是否有任何理由来使用大电阻呢?使用大电阻的主要优点是增加总的输出电压(等式1)。这在放大器的增益固定或增益可配置能力有限时是有用的。 对检测电阻的大小有一个限制。放大器的输入范围和最大期望电流将决定最大的可用检测电阻(等式2)。例如,如果通过检测电阻的最大电流(ISENSE_MAX)预期为50mA,而高端电流检测放大器所能接收的最大输入电压为250mV(VSENSE_MAX),则最大检测电阻为5ohms (RSENSE_MAX)。 理论上,不应该强迫设计师通过增加检测电阻来补偿放大器。只要放大器能够以足够的增益和精度工作,设计师就应该使用最小可接受的检测电阻。这可以根据电流检测放大器的输入偏置电压和必须处理的最小电流来计算。 例如,如果需要1mA的分辨率(IRES),而高端电流检测放大器的偏置电压是1mV (VOFFSET),最大检测电阻则应为1ohm (RSENSE_MIN)。方程3强调了一个关键点,即最小检测电阻直接与高端电流检测放大器的偏置电压有关。 密切关注先进的电流检测放大器 由于具有高端电流检测的精度,新一代高端电流检测放大器的性能相对于上一代有了显著的改善。例如,凌力尔特科技公司的LTC6102就是一款结合了零漂移技术的最新高端电流检测放大器。该放大器的输入偏置电压只有10μV,最大偏置漂移只有50nV/℃。与上一代的电流检测放大器相比,LTC6102可以使用更小的检测电阻2。如果系统能够允许更大的VSENSE, LTC6102可以接收高达2V的检测电压。这种组合偏置加上这一最大检测电压可以使放大器提供106dB的动态范围,从而能够处理来自电流放大器的微安级电流。用它可以检测更小的电流,因为可以利用外部电阻达到任意的增益值。通过利用精密电阻器,增益精度可以优于99%。 图6:凌力尔特科技公司的LTC6102可以直接实现高端电流检测。配置该器件只需一个RSENSE和两个增益电阻器。设计师可以通过选择RIN和 ROUT来定制功耗、响应时间以及输入/输出阻抗特性。 LTC6102也并不牺牲其他重要的电流检测功能。高输入阻抗将输入偏置电流限制在300pA以下。LTC6102在高达105V的共模输入电压条件下仍能工作。共模抑制达到130dB,在100V的共模输入电压范围内所贡献的偏差小于32 uV3。在故障保护方面,该器件的响应时间为1usec,因此在负载或电源发生意外时能够迅速地关断电源。 2与具有1mV偏置电压和1 uV/℃漂移的典型高端电流检测放大器相比,LTC6102具有最小的理论检测电阻值(RSENSE_MIN, 等式3),对于任何给定的电流分辨率(IRES) 而言都要小99%。 3共模抑制等于20 * Log [VCM / VOS]。 本文小结 高端电流检测放大器为检测和控制电流提供了诸多内在的优势。先进的电池管理和电机控制技术就是很好的一些实际应用案例,它们对具有更高共模电压、更高准确度和更高精度的电流检测放大器提出迫切需求。业界领先的LTC6102由于具有强大的功能和出色的精度而得到了业界的青睐。目前的高端电流检测放大器已经达到了业界领先精度的运算放大器的性能水平,为设计师提供了一个简单、多功能和高精度的选择,可以完全替代过去精度低而且复杂的电流检测电路。 有关更多电流检测方面的信息,请参考凌力尔特科技公司编写的ISENSE应用手册,其中收集了许多电流检测电路,读者可以到www.linear.com/currentsense下载。 作者:Grey Zimmer 凌力尔特科技公司

    时间:2018-11-06 关键词: 放大器 电源技术解析 模拟芯片 比较器

  • STM32F051比较器

    STM32F051比较器的比较器设置比较简单。其中可以以内部参考电压VREFINT作为比较对象。在这里,很容易想当然的认为VREFINT是3.3V,而导致比较器的结果不正确,而实际上VREFINT的值为1.2V。

    时间:2018-11-05 关键词: stm32f051 比较器

首页  上一页  1 2 3 4 5 6 7 下一页 尾页
发布文章

技术子站

更多

项目外包