Новый двухпороговый компаратор Texas Instruments для контроля напряжения питания.
Компания Texas Instruments представила свою новую разработку - двухпороговый компаратор TPS3700, предназначенный для контроля значения напряжения питания.
Микросхема TPS3700 представляет собой сдвоенный компаратор с напряжением питания от 1.8 до 18 В, имеющий раздельные входы для установки порогов срабатывания при превышении и при падении напряжения входного сигнала ниже установленного порога. Пороги срабатывания компараторов устанавливаются с помощью цепочки внешних постоянных резисторов.
Микросхема TPS3700 имеет два выхода с открытым коллектором (активный низкий уровень), адаптированных для использования напряжения подтяжки вплоть до +18 В. Также встроенные компараторы имеют гистерезис порядка 400 мВ для защиты от ложных срабатываний вследствие помех и коротких всплесков входного сигнала.
Микросхема TPS3700 идеальна для использования в качестве системы контроля величины напряжения питания, но также может быть использована и как обычный сдвоенный компаратор.
Основные параметры:
Напряжение питания: +1.8..+18 В
Регулируемый "зазор" между порогами срабатывания: до 400мВ
Потребляемый ток: 5.5 мкА (тип)
Точность измерения: 0.25%, 1.0% (во всем температурном диапазоне)
Собственный гистерезис: 5.5 мВ
Рабочий температурный диапазон: -40..+125°С
Корпусное исполнение: SOT-23-6
Типовая схема включения
Расчет широкополосного дифференциального усилителя (компаратор на оу).
Рассмотрим дифференциальный широкополосный усилитель с каскодной схемой, который в отличие от основной схемы дифференциального усилителя имеет высокую частоту сопряжения ЛАЧХ (приложение Б).
Каскодная схема (приложение Б), состоит из двух каскадов: входной каскад – схема с общим эмиттером (на транзисторе VT2), нагрузкой которого является каскад схемы с общей базой (на транзисторе VT1). При этом коэффициент усиления по напряжению схемы с общим эмиттером равен единице – что устраняет эффект Миллера. Усиленный в ß раз входной ток протекает через эмиттер схемы с общей базой и через сопротивление коллектора, обеспечивает усиление по напряжению.
Таким образом, каскодный усилитель обладает свойствами схемы с общим эмиттером, но является широкополосным из-за отсутствия эффекта Миллера и выходное сопротивление может быть большим, если велико Rк.
С точки зрения частотных свойств (приложение Б) каскодную схему можно рассматривать как два инерционных звена, соединенных последовательно: первое звено соответствует входной цепи, второе звено – выходной цепи.
Рассчитаем основные параметры данного широкополосного усилителя.
Ширина полосы частот (соответствует частоте сопряжения ЛАЧХ) равна:
,
где
,
-предельная
частота одного фильтра.
Тогда принимаем входные и выходные цепи предельной частоты (предельную частоту усиления) одинаковыми:
,
То
есть, если заданна результирующая
частота усилителя, то предельная частота
входной и выходной схем должна быть
раз больше.
Величина коллекторного сопротивления вычислится по формуле
,
Барьерную
емкость
выбираем в промежутке
.
Пусть
,
тогда :
Пусть статическая крутизна транзистора равна:
,
,
Для получения существенной обратной связи выбираем сопротивление эмиттера:
,
Статическая крутизна входного каскада равна:
В результате коэффициент усиления по напряжению равен:
Предельная частота входных транзисторов рассчитывается через предельную частоту усиления, по соотношению:
Для дальнейшего расширения частотного диапазона можно подсоединить конденсатор между эмиттерными выводами, или индуктивность последовательно с RК.
Рассчитаем точку покоя (Рисунок 11) – ток и напряжение входной и выходной цепи при напряжении на входе равном нулю:
Рисунок 11 – Расчет точки покоя усилителя
Пусть выходное напряжение (рисунок 14) равно:
Тогда ток источника тока (ИТ – предназначен для задания тока покоя (точки покоя) транзисторов – он определяет точку покоя выходной цепи) равен:
Кроме того, с помощью источника тока появляются свойства деления входного напряжения пополам и отсутствует реакция на синфазный (сигнал наводок) входной сигнал.
Тогда, в соответствии с рисунком 13 и 14, напряжение на базе второго каскада равно:
Уравнение баланса напряжение (II Закон Кирхгофа) запишем в следующем виде (рисунок 13):
Тогда для делителя напряжение на сопротивлениях R4 иR5получим:
Найдем значения данных сопротивлений: предварительно зададимся одним из сопротивлений. Пусть R2=100(Ом), тогда в соответствии с формулой получим:
В результате расчетов – все полученные значения удовлетворяют требуемым значениям параметров: частота сопряжения, коэффициент усиления, напряжение питания и др.