電圧コンパレータは電子回路の一種で、入力電圧を既知の基準電圧と比較し、入力電圧が基準電圧より低いか高いかに基づいて出力状態を変更するために使用されます。したがって、これは、振幅範囲内または範囲外の信号のヌル、しきい値交差、および振幅を検出する必要性を単純に満たします。電圧コンパレータは、次の 2 つのタイプに分類されます。 反転および非反転 .これらのコンパレータのさまざまな形式は次のとおりです。シングル リミット、ウィンドウ、ヒステリシス電圧範囲、およびスリーステート電圧コンパレータ。この記事では、 TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータ .
TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータとは?
TLV3201AQDCKRQ1 は、超小型パッケージで 40 µA の低消費電力と 40 ns の高速性を究極の組み合わせで提供するシングルチャンネル コンパレータです。この電圧コンパレータの機能は次のとおりです。 1 mV の低オフセット電圧、大出力駆動電流およびレール ツー レール入力。これらのコンパレータは、設計が非常に簡単で、応答時間が重要な場合に使用されます。 TLV320x-Q1 ファミリは、プッシュプル出力により、TLV3201-Q1 のようなシングル チャネル バージョンと TLV3202-Q1 のようなデュアル チャネル バージョンで利用できます。 TLV3202Q1 電圧コンパレータは 8 ピン VSSOP パッケージでアクセスでき、TLV3201-Q1 は 5 ピン SC70 パッケージでアクセスできます。
ピン構成:
TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータのピン配置を以下に示します。この電圧コンパレータには、以下で説明する 5 つのピンが含まれています。
- Pin1 (OUT): 出力端子です。
- Pin2 (GND): グランドピンです。
- Pin3 (IN+): 正の入力ピンです。
- Pin4 (IN-): マイナス入力ピンです。
- Pin5 (VCC): 正電源ピンです。
機能と仕様について：
TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータの機能と仕様を以下に説明します。
- カテゴリ – 集積回路。
- テキサス・インスツルメンツ社製。
- 出力のタイプはプッシュプルです。
- 電圧供給範囲は 2.7V ～ 5.5V です。
- 伝播遅延は 40 ns と低いです。
- 自己消費電流は、各チャンネルで 40 µA と低く抑えられています。
- 入力の同相範囲は、どのレールよりも 200mV 拡張されています。
- 入力オフセット電圧が 1 mV と低い
- パッケージは 5 ピン SC70 です。
- 最大入力バイアス電流は0.005µAです。
- 最大自己消費電流は 40µA です。
- 標準的な CMRR と PSRR は、70dB の CMRR と 85dB の PSRR です。
- ヒステリシスは1.2mV
- 動作温度範囲 -40°C ～ 125°C
- 取付タイプは面実装です。
TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータ回路図
TLV3201AQDCKRQ1 の回路図を以下に示します。プッシュプル出力のシングルコンパレータです。他のコンパレータと同様に、この電圧コンパレータには 2 つの入力があります。反転と非反転。
このコンパレータ回路では、反転入力はマイナス記号で示され、非反転入力はプラス記号で示されます。このコンパレータの入力は、 オペアンプ ただし、このコンパレータの出力はデジタル論理状態です。
上記の回路では、入力は 200 mV のピーク振幅を持つ 1 MHz の正弦波です。非反転入力の電圧が反転入力の電圧より高くなると、このコンパレータの出力は高くなります。この場合、結果は 2.5 ボルトになります。同様に、非反転入力の電圧が反転入力の電圧より低くなると、このコンパレータの出力は低くなります。この場合、結果は -2.5 ボルトになります。
この電圧コンパレータの応答時間は 40 ns で、これは伝搬遅延または速度として表されます。この応答時間は、入力でしきい値を超えてから、出力が条件を変更するまでの時間です。伝播速度は、このコンパレータが条件と帯域幅関連の仕様を切り替える速度に影響します。この電圧コンパレータには 1.2 mV の電圧ヒステリシスが組み込まれており、入力信号のノイズの存在に対抗します。
ヒステリシス付き電圧コンパレータ
ヒステリシス付きの TLV3201 電圧コンパレータは、反転アンプと非反転アンプについて以下に示されています。ヒステリシスとは、コンパレータの出力が回路の動作を変化させるという考え方です。したがって、これは回路設計に非常に役立ちます。これは、電圧コンパレータが、入力内の望ましくない小さな変化のためにヒステリシスなしで状態を変更する可能性があるためです。
ヒステリシス付き反転コンパレータ
ヒステリシスによる反転コンパレータには、次の回路に示すように 3 つの抵抗ネットワークが必要です。反転入力の Vin が VA より低くなると、出力電圧は高くなります。
この回路では、3 つの抵抗器は R1、R2、R3 で表され、R1 と R3 は R2 によって直列に接続されています。 VA1 のような低い入力トリップ電圧は、次の式で求めることができます。
VA1 = VCC × R2/ (R1 ||R3) + R2
Vin が VA よりも高くなると、このコンパレータの o/p 電圧は低くなります。したがって、この状態では、 抵抗器 R2 と R3 が R1 によって直列に接続されるように、回路内で接続されます。したがって、VA2 のような高い入力トリップ電圧は、次の式によって導出されます。
ヒステリシス付き非反転コンパレータ
ヒステリシスのある非反転コンパレータには、次の 2 つが必要です。 抵抗器 以下に示す回路は、反転入力で基準電圧を使用します。
このコンパレータの VIN が低くなると、出力も低くなる可能性があります。したがって、出力をローからハイに切り替えるには、VIN を VIN1 まで上げる必要があります。したがって、これは次のように計算できます。
VIN1 = R1 × (VREF/R2) × VREF
VIN が高くなると、その出力は高くなります。このコンパレータを低い状態に戻すには、「VA」が再び VREF に等しくなる前に、VIN が VREF に等しくなる必要があります。したがって、VIN は次のように計算できます。
VIN2 = VREF(R1 + R2) – VCC x R1/R2
この回路ヒステリシスは、VIN1 と VIN2 の間の主な差であり、次の式で定義されます。
ΔVin = Vcc×R1/R2
アプリケーション
TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータのアプリケーションには、次のものがあります。
- ECUまたはエンジン制御ユニット。
- BCM またはボディ コントロール モジュール。
- BMS またはバッテリー管理システム。
- 乗員の検出。
- LIDAR & 超音波測距。
- インフォテインメント システム HEV または EV インバーターおよびモーター制御。
- トラクション＆ステアリングコントローラー。
- このコンパレータは、応答時間が重要な場合に使用されます。
- TLV3201-Q1 電圧コンパレータは、バッテリ駆動のポータブル アプリケーションや、ゼロクロス検出や PWM 出力モニタなどの高速スイッチングしきい値検出に主に使用される優れたコンパレータです。
についてはこちらのリンクを参照してください TLV3201AQDCKRQ1 電圧コンパレータのデータシート .
したがって、これはTLV3201電圧コンパレータの概要、つまりピン構成、仕様、回路、およびそのアプリケーションに関するすべてです。このコンパレータが主に選択されたのは、高価ではなく、立ち上がり時間が 10ns 未満のように短いためです。ここであなたに質問があります。 オペアンプ ?
