Een spanningscomparator is een type elektronisch circuit dat wordt gebruikt om een ingangsspanning te vergelijken met een bekende referentiespanning en de uitgangstoestand te wijzigen op basis van de ingang, of deze nu onder of boven de referentie was. Dit voldoet dus eenvoudigweg aan de behoefte om nulwaarden, drempeloverschrijdingen en signaalamplitudes binnen of buiten een amplitudebereik te detecteren. Spanningsvergelijkers zijn ingedeeld in twee typen, zoals inverterend en niet-inverterend . De verschillende vormen van deze vergelijkers zijn; enkelvoudige limiet, venster, hysteresisspanningsbereik en spanningscomparators met drie toestanden. Dit artikel bespreekt een overzicht van de TLV3201AQDCKRQ1 spanningsvergelijker .
Wat is de TLV3201AQDCKRQ1 spanningsvergelijker?
De TLV3201AQDCKRQ1 is een enkelkanaals comparator die de ultieme combinatie biedt van zowel 40 µA laag energieverbruik als 40 ns hoge snelheid in zeer kleine behuizingen. Kenmerken van deze spanningsvergelijker; 1 mV lage offset-spanning, grote output drijft stroom & rail-to-rail input aan. Deze vergelijkers zijn ook uiterst eenvoudig te ontwerpen en worden gebruikt waar de responstijd aanzienlijk is. De familie van TLV320x-Q1 is beschikbaar in een enkelkanaals zoals TLV3201-Q1 en tweekanaalsversies zoals TLV3202-Q1 met push-pull-uitgangen. De spanningscomparator TLV3202Q1 is toegankelijk in het 8-pins VSSOP-pakket, terwijl de TLV3201-Q1 toegankelijk is in het 5-pins SC70-pakket.
Speldconfiguratie:
De pinconfiguratie van de spanningscomparator TLV3201AQDCKRQ1 wordt hieronder weergegeven. Deze spanningsvergelijker bevat 5 pinnen die hieronder worden besproken.
- Pin1 (OUT): Het is een uitvoerpin.
- Pin2 (GND): Het is een aardpen.
- Pin3 (IN+): Het is een positieve invoerpin.
- Pin4 (IN-): Het is een negatieve invoerpin.
- Pin5 (VCC): Het is een positieve voedingspen.
Functies en specificaties:
De kenmerken en specificaties van de spanningscomparator TLV3201AQDCKRQ1 worden hieronder besproken.
- Categorie - Geïntegreerde schakeling.
- Vervaardigd door Texas Instruments.
- Het type uitvoer is push-pull.
- Voedingsspanning varieert van 2,7 V tot 5,5 V.
- De voortplantingsvertraging is laag, zoals 40 ns.
- Ruststroom is laag zoals 40 µA voor elk kanaal.
- Het ingangsbereik van de common-mode strekt zich uit tot 200 mV voorbij elke rail.
- De ingangsoffsetspanning is laag, zoals 1 mV
- Het pakket is 5-pins SC70.
- De maximale ingangsbiasstroom is 0,005 µA.
- De maximale ruststroom is 40µA.
- Typische CMRR en PSRR zijn 70dB CMRR en 85dB PSRR.
- De hysterese is 1,2 mV
- Bedrijfstemperatuurbereik van -40°C tot 125°C
- Het montagetype is opbouwmontage.
TLV3201AQDCKRQ1 Schakelschema spanningsvergelijker
Het schakelschema van de TLV3201AQDCKRQ1 wordt hieronder weergegeven. Dit is een enkele comparator met push-pull uitgangen. Net als bij andere vergelijkers, bevat deze spanningsvergelijker twee ingangen; inverterend en niet-inverterend.
In dit comparatorcircuit wordt een inverterende ingang aangegeven met een minteken, terwijl een niet-inverterende ingang wordt aangegeven met een positief teken. De ingangen van deze comparator lijken sterk op die van een operationele versterker maar de uitvoer van deze comparator is een digitale logische toestand.
In het bovenstaande circuit is de invoer een sinusgolf van 1 MHz met een piekamplitude van 200 mV. Zodra de spanning hoger is aan de niet-inverterende ingang in vergelijking met de inverterende ingang, zal de uitgang van deze comparator hoog zijn. In dit geval is het resultaat 2,5 volt. Evenzo, zodra de spanning lager is bij de niet-inverterende ingang in vergelijking met de inverterende ingang, zal de uitgang van deze comparator laag zijn. In dit geval is het resultaat -2,5 volt.
De reactietijd van deze spanningsvergelijker is 40 ns, wat wordt aangeduid als de voortplantingsvertraging of -snelheid. Deze reactietijd is de tijd vanaf de drempeloverschrijding bij de ingang totdat de uitgang de toestand wijzigt. De voortplantingssnelheid is van invloed op hoe snel deze comparator kan schakelen tussen voorwaarden en bandbreedtegerelateerde specificaties. Deze spanningsvergelijker heeft een ingebouwde spanningshysterese van 1,2 mV die het bestaan van ruis op het ingangssignaal tegengaat.
Spanningsvergelijker met hysteresis
De TLV3201-spanningscomparator met hysteresis wordt hieronder gegeven voor inverterende en niet-inverterende versterkers. Hysteresis is het idee dat de output van de comparator het circuitgedrag verandert. Dit is dus erg handig voor ons circuitontwerp, omdat de spanningscomparator van status kan veranderen zonder hysteresis vanwege kleine veranderingen in de ingang, wat niet wenselijk is.
Inverterende comparator met hysteresis
De inverterende comparator door hysteresis heeft een netwerk met drie weerstanden nodig, zoals weergegeven in het volgende circuit. Zodra Vin bij de inverterende ingang lager is dan VA, zal de uitgangsspanning hoog zijn.
In dit circuit worden de drie weerstanden weergegeven met R1, R2 & R3 waarbij R1 en R3 in serie zijn verbonden door R2. De lage ingangs-uitschakelspanning zoals VA1 kan worden afgeleid door de volgende vergelijking.
VA1 = VCC x R2/ (R1 ||R3) + R2
Zodra de Vin hoger is dan VA, zal de o/p-spanning van deze comparator laag zijn. Dus in deze toestand is de weerstanden in het circuit zijn verbonden omdat R2 en R3 in serie zijn verbonden door R1. Dus de hoge ingangs-uitschakelspanning zoals VA2 wordt afgeleid door de volgende vergelijking.
Niet-inverterende comparator met hysteresis
Een niet-inverterende comparator met hysteresis heeft een twee- weerstand circuit dat hieronder is weergegeven met een referentiespanning aan de inverterende ingang.
Zodra de VIN van deze comparator laag is, kan de uitvoer ook laag zijn. Dus om de uitvoer van laag naar hoog te schakelen, moet VIN stijgen naar VIN1. Dit kan dus worden berekend als;
VIN1 = R1 x (VREF/R2) x VREF
Zodra VIN hoger is, zal de output hoog zijn. Om deze comparator terug te schakelen naar een lage toestand, moet VIN gelijk zijn aan VREF voordat 'VA' weer gelijk is aan VREF. VIN kan dus worden berekend als;
VIN2 = VREF(R1 + R2) – VCC x R1/R2
Deze circuithysterese is het belangrijkste verschil tussen VIN1 en VIN2, dat wordt gedefinieerd door de volgende vergelijking.
ΔVin = Vcc x R1/R2
toepassingen
De toepassingen van de spanningsvergelijker TLV3201AQDCKRQ1 omvatten het volgende.
- ECU of motorregeleenheden.
- BCM of Body Control-modules.
- BMS of batterijbeheersystemen.
- Detectie van bewoner.
- LIDAR & Ultrasoon bereik.
- Infotainmentsystemen HEV of EV Inverter & Motor Control.
- Tractie- en stuurcontrollers.
- Deze comparator wordt gebruikt wanneer de responstijd van cruciaal belang is.
- De TLV3201-Q1-spanningsvergelijker is een uitstekende vergelijker die voornamelijk wordt gebruikt voor batterijgevoede, draagbare toepassingen en snel schakelende drempeldetectie zoals nuldoorgangsdetectie en PWM-uitgangsmonitor.
Raadpleeg hiervoor deze link TLV3201AQDCKRQ1 Gegevensblad spanningsvergelijker .
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de TLV3201-spanningscomparator - pinconfiguratie, specificaties, circuit en zijn toepassingen. Deze comparator is voornamelijk gekozen omdat hij niet duur is en een lage stijgtijd heeft zoals onder de 10ns. Hier is een vraag voor u, wat is een operationele versterker ?
