比较器的合理选择
比较器选型原则

比较器选型原则比较器是一种电子元件,常用于模拟电路和数字电路中,用于将输入信号与参考信号进行比较,并输出相应的结果。
在电子设备的设计和制造过程中,选用合适的比较器至关重要。
本文将从几个方面介绍比较器选型的原则。
一个重要的原则是选择适合的比较器类型。
根据应用需求和性能要求,可以选择不同类型的比较器,如运算放大器型比较器、开关型比较器、窗口型比较器等。
例如,在高速信号处理系统中,要求比较器具有快速响应和低功耗的特性,此时可以选择高速开关型比较器。
需要考虑比较器的输入电压范围和偏置电流。
输入电压范围是指比较器能够接受的输入电压的范围,偏置电流是指比较器在输入端的电流偏移量。
在选择比较器时,应根据实际应用需求确定输入电压范围和偏置电流的要求,并选择相应的比较器类型。
比较器的输出类型也是选型的一个关键因素。
比较器的输出可以是数字输出或模拟输出。
数字输出比较器的输出为逻辑电平,一般为高电平或低电平,适用于数字电路应用;而模拟输出比较器的输出为连续的模拟电压信号,适用于模拟电路应用。
根据具体的应用需求,选择合适的输出类型对于设计的成功非常重要。
比较器的速度和功耗也是选型时需要考虑的因素。
速度指的是比较器从接收到输入信号到输出结果产生的时间,通常用上升时间和下降时间来衡量。
功耗则是指比较器在工作过程中消耗的功率。
对于一些对速度要求较高且对功耗要求较低的应用,可以选择具有快速响应和低功耗的比较器。
比较器的输入阻抗和输出驱动能力也需要考虑。
输入阻抗是指比较器对输入信号的阻抗,输出驱动能力是指比较器输出对负载的驱动能力。
在一些特殊的应用中,输入信号可能具有较高的阻抗,因此选择输入阻抗较高的比较器可以避免信号损耗。
同时,如果需要驱动较大的负载,应选择具有较高输出驱动能力的比较器。
还需要考虑比较器的工作温度范围和封装形式。
工作温度范围是指比较器能够正常工作的温度范围,封装形式则是指比较器的外部封装形式,如DIP封装、SMD封装等。
如何正确使用比较器实现电压保护

如何正确使用比较器实现电压保护比较器是一种常用的电子元件,其主要功能是比较两个电压信号的大小,并根据比较结果输出高或低电平。
在电子电路设计中,比较器经常被用来实现电压保护功能,以确保电路或设备在安全电压范围内正常工作。
本文将探讨如何正确使用比较器实现电压保护,并提供一些实践中的经验和建议。
一、比较器工作原理比较器通常由一个反馈环路和一个输入端口组成。
输入端口接收待比较的两个电压信号,反馈环路则负责将比较结果转化为输出电平。
当其中一个输入信号大于另一个输入信号时,比较器输出高电平;反之,输出低电平。
二、电压保护的应用场景电压保护常用于电路或设备的过压和欠压保护。
在过压保护场景下,当输入电压超过设定阈值时,比较器输出高电平,从而触发相应的保护措施,例如切断电源或触发报警器;而在欠压保护场景下,当输入电压低于设定阈值时,比较器输出低电平,同样触发相应的保护机制。
三、使用比较器实现电压保护的步骤1. 选择适当的比较器:根据具体的应用需求,选择合适的比较器型号。
常见的比较器有单电源比较器、双电源比较器等,根据工作电压和输入电压的要求进行选择。
2. 设定阈值:根据电路的电压保护需求,确定过压保护和欠压保护的阈值。
阈值一般通过电阻分压或电位器调节来实现。
3. 连接电路:将待比较的电压信号接入比较器的输入端口,在输出端口接入需要保护的设备或电路。
此外,还需要连接供电电源和地线。
4. 验证和调整:连接完电路后,需要验证比较器的输出是否符合预期。
可以通过实际输入不同的电压信号,并观察比较器输出的电平变化来进行验证和调整。
四、比较器实现电压保护的注意事项1. 供电电压要稳定:比较器的工作依赖于稳定的供电电压。
因此,在使用比较器实现电压保护时,要确保供电电压的稳定性,避免电压波动导致误操作或保护失效。
2. 输入电压范围要符合要求:比较器有一定的输入电压范围,超出该范围的电压可能导致比较器无法正常工作。
在选择比较器时,要确保输入电压范围符合实际应用需求。
比较器的选型与滞回比较器的应用

比较器的选型与滞回比较器的应用比较器,是一种非线性电路,其基本工作原理与运算放大器相同,都是以较大增益将同相与反向端子间差模电压进行放大并输出。
但比较器与运算放大器在结构上最大的不同就是比较器没有相位补偿电容,这一不同点体现在比较器性能方面有两点:①一般情况下,比较器的响应速度比运算放大器要快的多;②加负反馈时会产生振荡。
我们公司常用的比较器是LM339,在使用的过程中发现其上升沿很缓,且在加滞回的情况下确实可以减小噪声的干扰但响应时间会变长。
下面讨论不同输入信号、供电电压等情况下,比较器的选型和滞回比较器应用的影响。
对比较器的选型一般考虑以下几个方面:①电源电压条件,如LM139的供电电压范围是2—36V,TLV7211的供电电压范围是2.7—16V,TLV3502的供电电压范围是2.7V—5.5V;②响应时间,一般的通用比较器的响应时间都在us级,也就是输入的最大频率在几十到几百千赫兹之间,但是高速的比较器一般在ns级,如TLV3502的响应时间是4.5ns;③输出形式,大致有三种类型:集电极开路(如LM139)、互补式射级跟随器和图腾柱式(如TLV7211);④上升时间与下降时间,这个参数在有些比较器的Datasheet中没有(如LM339,实验证明其上升时间较长、波形较缓),如TLV7211的上升时间与下降时间在10kHz,输入端压差为10mV的情况下是0.3us。
当然在某些特定的场合的应用还需要考虑其消耗功率、工作温度等等。
有些信号受噪声的影响很大,输出的波形不规则,因此引入了滞回比较器用其尽量减小噪声的影响。
滞回电路图及分析如图1所示。
这种电路输入信号中即使叠加有噪声,若噪声电平在滞回范围以内,输出就不会发生称为多重触发的误动作。
图1 滞回比较电路如图1所示,滞回电路中R1、R2会影响比较器的响应时间,导致输出信号延迟于输入信号的时间变长。
通过实验验证LM339的滞回比较,在允许通过的频率范围内,当R1=510kΩ,R2=1MΩ时,响应时间是2us;当R1=5.1kΩ,R2=10kΩ时,响应时间是0.8us;当没有滞回比较时,响应时间是0.4us。
如何设计和实现电子电路的比较器

如何设计和实现电子电路的比较器电子电路的比较器是一种常见的电路模块,主要用于比较输入信号的大小,并产生相应的输出信号。
它在电子设备和系统中起着重要的作用,如模拟信号处理、传感器应用、电压比较等。
本文将介绍如何设计和实现电子电路的比较器,以帮助读者理解和应用该电路模块。
一、比较器的基本原理比较器的基本原理是将两个输入信号进行比较,并输出一个高或低电平的信号表示比较结果。
一般而言,比较器的输入端包括一个正输入端(+IN)和一个负输入端(-IN),输出端为比较器的输出(OUT)。
二、比较器的设计要求在设计比较器时,需要考虑以下几个要求:1. 输入电压范围:比较器的输入电压范围应满足待测量信号的输入要求。
2. 响应速度:比较器的响应速度应满足实际应用中的需求,避免产生过多的误差。
3. 输出特性:比较器的输出应具有良好的高低电平稳定性,以保证正确的比较结果。
4. 供电电压:比较器的供电电压应符合系统设计的要求。
5. 功耗:比较器的功耗应尽量降低,以减少对系统性能的影响。
三、比较器的常见电路结构在实际应用中,常见的比较器电路结构包括如下几种:1. 双电源比较器:该结构常用于单电源供电的系统,通过添加一个虚拟地节点来实现输入和输出的范围转换。
2. 差分比较器:该结构通过将输入信号与一个参考电压进行差分放大,以实现输入信号的比较。
3. 隔离式比较器:该结构通过隔离电路来提供更高的输入电阻和更低斜率,提高了比较器的性能。
4. 高速比较器:该结构通过采用高速运算放大器、快速电压限制器等元件,提高了比较器的响应速度。
四、比较器的应用实例比较器在实际应用中有着广泛的应用。
下面以温度检测电路为例,介绍比较器的应用实例。
在温度检测电路中,需要比较输入的温度信号与设定的温度阈值,当输入的温度信号高于或低于设定的阈值时,比较器将产生相应的输出信号,触发报警或控制其他设备的操作。
五、比较器的参数选择和优化在设计和实现比较器时,需要根据具体的应用需求选择合适的比较器芯片,并进行相应的参数优化。
电路中的比较器和比较电路

电路中的比较器和比较电路在电子电路中,比较器是一个非常重要的元件,它用于比较两个输入信号的大小,并输出相应的电平信号。
比较器广泛应用于模拟电路、数字电路以及各种测量和控制系统中。
本文将介绍比较器的原理、分类以及其在电路中的应用。
一、比较器的原理和分类比较器是一种特殊的放大器,它的主要功能是将输入电压与参考电压进行比较,并输出一个对应的逻辑电平。
传统的比较器电路采用了差分放大器的基本原理,将输入电压与参考电压分别加在两个输入端,利用放大器的反相输入和正相输入之间的差异,输出相应的电平信号。
根据比较器的输出方式和应用场景,比较器可以分为多种类型,例如:1. 高低电平输出比较器:根据输入信号的大小,输出高电平或低电平,常用于数字电路中的电压比较和开关控制等应用。
2. 集成比较器:由多个晶体管、电阻和电容等元件构成,具有高输入阻抗和高增益,常用于模拟电路中的精密测量和自动控制等应用。
3. 差动比较器:利用差动放大器的动态失衡特性,将输入电压的差值与阈值进行比较,输出正、负或零电平信号。
4. 运算放大器:通过反馈电路实现较高的放大倍数和稳定性,常用于模拟计算和信号处理等应用。
二、比较器在电路中的应用1. 电压比较和开关控制:比较器可以将不同的电压信号转换为逻辑电平输出,实现电路的开关控制功能。
例如,使用一个高低电平输出比较器来检测电池电压,当电压低于某个预设值时,输出低电平,从而触发开关控制电路实现电池电量不足的报警或断电保护。
2. 模拟信号处理:比较器可以对模拟信号进行精确的比较和判断,常用于测量和控制系统中。
例如,使用一个集成比较器来比较传感器信号与参考信号,根据比较结果进行自动控制或数据采集。
比较器还可以用于模拟信号的波形整形、幅度检测和触发等应用。
3. 示波器的触发电路:示波器是一种用于显示周期性信号波形的仪器,触发电路是示波器中的重要组成部分。
触发电路利用比较器来检测输入信号的阈值,并根据阈值触发示波器的显示功能,确保波形显示的稳定性和准确性。
如何正确使用比较器实现电流比较

如何正确使用比较器实现电流比较概述:比较器是一种常用的电子元件,它可以将两个电流进行比较,在电子电路设计中起到了重要的作用。
本文将介绍如何正确使用比较器实现电流的比较,并提供一些相关的注意事项。
一、比较器的工作原理比较器是一种特殊的放大器,主要用于比较两个电压或电流的大小。
其基本工作原理是:比较器将被比较的两个电流输入进行放大,并将放大后的信号通过内部的电压比较器进行比较,然后输出一个结果,即判断哪个电流大或小。
比较器有多种不同类型的构造方式,但基本原理相同。
二、使用比较器实现电流比较的步骤1. 选择合适的比较器在使用比较器实现电流比较之前,首先要选择合适的比较器。
根据实际需求和电流大小,选择具有合适放大倍数的比较器。
比较器的型号和参数可以在相关的电子元器件手册中查找。
2. 连接电路连接电路时,需要将待比较的电流分别接入比较器的两个输入端,通常称为正输入端和负输入端。
确保输入端与待比较的电流连接正确,并注意电流的极性。
3. 确定比较结果输出方式比较器通常具有一个输出引脚,用于输出比较结果。
比较结果可以是一个数字逻辑电平(如高电平代表A电流大于B电流,低电平则相反),也可以是一个模拟电压(如高电平代表A电流大于B电流,低电平则相反)。
根据具体应用需求,选择合适的输出方式。
4. 设置电源电压比较器通常需要外部供电,因此要设置合适的电源电压。
根据比较器的工作电压范围,选择合适的电源电压并正确连接。
5. 添加反馈电阻(可选)在某些应用中,为了稳定比较器的工作状态,可以添加反馈电阻。
反馈电阻的值可以根据具体应用进行计算。
三、使用比较器实现电流比较的注意事项1. 电源电压要稳定比较器的工作稳定性与其供电电源的稳定性密切相关,因此在使用过程中,要确保电源电压的稳定。
2. 输入电流要符合比较器的工作要求在使用比较器进行电流比较时,要确保输入电流符合比较器的工作要求。
如果输入电流过大,可能会导致比较器不稳定或损坏。
如何选择适合的比较器
如何选择适合的比较器在编程领域中,比较器是一种非常常见且必要的工具。
它们允许我们对数据进行比较和排序,帮助我们更有效地处理和管理数据。
选择适合的比较器对于编写高效的代码至关重要。
本文将探讨如何选择适合的比较器,并提供一些实用的指导原则。
一、了解比较器的作用和用途在开始选择适合的比较器之前,我们首先需要了解比较器的作用和用途。
比较器是一个用于比较两个对象的接口,它定义了对象之间“是否相等”、“大于”或“小于”的规则。
比较器常用于排序算法和数据结构中,它们决定了数据的排列顺序。
因此,在选择比较器时,我们需要考虑数据的特性和比较的需求。
二、考虑数据类型和特性不同的数据类型和特性需要不同的比较方式和规则。
比如,对于基本数据类型(如整数、浮点数等),我们可以直接使用内置的比较函数。
但对于自定义的数据类型(如对象、结构体等),我们则需要自己实现相应的比较器。
在选择比较器时,我们需要考虑以下几个方面:1. 数据类型:确定数据的类型是基本类型还是自定义类型。
2. 数据特性:了解数据的特性,比如是否可比较、是否可排序等。
3. 比较要求:确定具体的比较需求,比如是否需要考虑对象中的某个属性。
三、确定比较规则根据数据类型和比较要求,我们需要确定合适的比较规则。
比较规则是比较器的核心部分,它决定了数据的排序方式。
在确定比较规则时,我们应该考虑以下几个因素:1. 相等性:确定两个对象是否相等。
2. 大小关系:确定对象之间的大小关系,比如大于、小于或等于。
3. 排序方式:确定数据的排序方式,比如升序或降序。
四、实现比较器接口一旦我们确定了比较规则,就可以开始实现比较器接口了。
在实现比较器时,我们需要遵循比较器接口的规范,确保代码的可读性和可维护性。
以下是一个示例代码:```javapublic class MyComparator implements Comparator<MyObject> {@Overridepublic int compare(MyObject obj1, MyObject obj2) {if (obj1.getValue() < obj2.getValue()) {return -1;} else if (obj1.getValue() > obj2.getValue()) {return 1;} else {return 0;}}}```以上示例是一个自定义的比较器,用于比较包含"value"属性的自定义对象。
如何正确使用电子电路中的比较器
如何正确使用电子电路中的比较器电子电路中的比较器是一个重要的元件,用于比较两个电压信号的大小,并输出相应的电平信号。
它广泛应用于各种电子设备中,如自动控制系统、测量仪器、传感器等。
本文将介绍如何正确使用电子电路中的比较器,包括比较器的基本原理、连接方法以及一些注意事项。
一、比较器的基本原理比较器是一种特殊的集成电路,它有两个输入端和一个输出端。
其中一个输入端称为正输入端,另一个输入端称为负输入端。
比较器通过比较这两个输入端的电压信号大小,决定输出端的电平信号。
比较器通常有两种基本工作模式:开环比较和闭环比较。
在开环比较中,输出端直接与输入端相连,通过电压比较来决定输出电平;而在闭环比较中,输出信号通过一个反馈网络与输入端相连,形成一个反馈回路,从而实现更加精确的比较和控制。
二、比较器的连接方法正确的连接比较器对于实现预期功能至关重要。
下面是常见的几种连接方法:1. 单电源连接:将比较器的正输入端连接到一个参考电压源,负输入端连接到待比较的信号源。
输出端连接到负载电阻或其他电路中。
2. 双电源连接:正输入端和负输入端分别连接到待比较的信号源,输出端同样连接到负载电阻或其他电路中。
这种连接方式适用于需要比较两个信号之间的差异。
3. 开关比较器:比较器也可以用作开关,通过控制输入信号的电平来切换输出。
通过连接额外的控制电路,可以实现对输出状态的控制。
三、使用比较器的注意事项在正确使用比较器时,还需要注意以下几点:1. 输入电压范围:比较器通常有一个工作电压范围,超过该范围可能造成输出的不准确或损坏。
因此,在使用之前,应仔细查阅比较器的规格书,确保输入电压在允许范围内。
2. 输入偏置电流:比较器的输入端会引入一个偏置电流,这可能对某些应用有影响。
在选择比较器时,需要考虑偏置电流的数值,以确保其在具体应用中不会引发问题。
3. 输出电流:比较器的输出端通常只能提供较小的电流。
如果需要控制较大的负载,可以通过连接一个缓冲放大器或驱动器来实现。
比较器的设定与注意事项
HT66Fx0 比较器比较器的设定与注意事项的设定与注意事项文件编码:A N0198S简介HT66Fx0系列MCU提供有两组独立的比较器(16-pin封装仅提供一组),并都由软件控制,输入输出端口安排灵活,均与I/O共用引脚,本文即着重对此比较器的使用及注意事项作一介绍。
比较器比较器的相关设定的相关设定基本设置比较器的打开、关闭等设定都是通过CP0C/CP1C寄存器进行软件配置,具体如下:位R/W名称说明条件0R/W CxHYEN迟滞控制0:关闭;1:打开1R --- 未使用读取为02R --- 未使用读取为03R/W CxOS 输出通道选择0: CxOUT 引脚1: 内部使用4R CxOUT 比较器输出位比较器结果输出5R/W CxPOL 比较器输出极性0: 输出极性未转换1: 输出极性转换6R/W CxEN 开/关控制0: 关; 1:开7R/W CxSEL 比较器输入或I/O口的选择0: 普通I/O 引脚1: 比较器输入引脚表格中x指0或1,注意16-pin封装的型号只有一个比较器0。
CxHYEN:该位用来设置是否开启迟滞输入,当设置为1开启迟滞输入时,只有当比较器两个输入端电压差大于规格书中限定的迟滞电压值时比较器才能有所动作,否则比较器会保持原来的状态不变。
当关闭迟滞输入,只要比较器两端输入的电压差大于比较器输入失调电压,比较器就可以在最大1µs内给出比较的结果。
CxOS:该位用来设置是否在输出端输出比较结果,当设置为1,比较器的运行结果将只在CxOUT位给出;设置为0时,比较器的运行结果将既复给CxOUT位又同时从C0X\C1X引脚输出,只有在CxSEL=1时,此位才有效。
当CxSEL=0时,不管CxOS为何,比较器的运行结果将只在CxOUT位给出。
CxOUT :该位输出比较器的比较结果,其具体结果需要参考CxPOL 的极性选择。
CxPOL :该位用来设置比较器输出的极性,具体如下表:CxPOL Inputs CxOUT Cx+ < Cx- 0 0 Cx+ > Cx- 1 Cx+ > Cx- 0 1Cx+ < Cx-1CxEN :该位用来设置比较器的打开和关闭,1为打开,0为关闭。
比较器的选型
比较器的合理选择May 22, 2006摘要:本文说明比较器的特性、指标以及比较器与运算放大器差异。
其中包括内置基准的比较器应用电路和利用双比较器构建窗检测器、利用四比较器解决电压或电流测量问题的电路。
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运算放大器,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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
比较器的合理选择摘要:本文说明比较器的特性、指标以及比较器与运算放大器差异。
其中包括内置基准的比较器应用电路和利用双比较器构建窗检测器、利用四比较器解决电压或电流测量问题的电路。
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运算放大器,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MAX9016A 1 1.236, ±1% Open drain 1MAX9017B 2 1.24, ±1.75% Push-pull 1.2MAX9018B 2 1.24, ±1.75% Open drain 1.2MAX90120 2 - Open drain 0.85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Push-pull6-UCSP MAX9026 1 Open drain 1.06-UCSP MAX9028 1 Open drain 0.6Push-pull5-SC70 MAX9118 1 Open drain 0.65-SC70 MAX9120 1 Open drain 0.35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IBIASMAX9117—MAX9120 1nA (max) @ TA = +25°C2nA (max) @ TA = T MIN to T MAX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4.5 MAX962 2 5m 8-µMAX5 MAX9011 1 0.9m 6-SOT235 MAX9013 1 0.9m 8-µMAX7 MAX9202 2 2.5m 14-TSSOP8 MAX900 4 2.5m 20-SO8 MAX902 2 2.5m 14-SO10 MAX912 2 6m 16-SO25 MAX9107 2 350µ 8-SOT2325 MAX9109 1 350µ 6-SC7040 MAX9141 1 165µ 8-SOT2340 MAX9144 4 150µ 14-TSSOP40 MAX908 4 700µ 14-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和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至R7用来设置不同数字输出状态所对应的检测门限。