Download
1 / 11
120 likes | 353 Vues
Komparatori. Komparatori su bistabilna kola koja porede dva analogna signala na ulazu i u zavisnosti od ishoda komparacije na izlazu daju signal jedne ili druge vrednosti. Idealni komparator. Realni komparator. Statičke karakteristike -pojačanje u prelaznoj zoni -naponski ofset
E N D
Komparatori • Komparatori su bistabilna kola koja porede dva analogna signala na ulazu i u zavisnosti od ishoda komparacije na izlazu daju signal jedne ili druge vrednosti • Idealni komparator • Realni komparator • Statičke karakteristike • -pojačanje u prelaznoj zoni • -naponski ofset • -ulazna otpornost i kapacitivnost • -opseg napona srednje vrednosti na ulazu (Input Common-Mode Range) • -Šum • Rezolucija komparatora je promena ulaznog napona koja odgovara maksimalnoj promeni izlaznog • napona ,
Model komparatora • Dinamičke karakteristike • -vreme odziva tp (response time) se odredjuje kada se ulaz komparatora pobudi signalom oblika Heavisideove odskočne funkcije • -Ovo vreme je funkcija amplitude ulaznog signala • -Kada do izražaja ne dolazi slew-rate komparatora određivanje vremena odziva se izvodi pomoću frekvencijske karakteristike komparatora Primer 1 a) Na minus ulazu komparatora je napon nula. Ako se na drugi ulaz dovodi Heavisideova odskočna funkcija amplitude Vinmin, a funkcija prenosa komparatora je jednopolna, odrediti vreme odziva tp. b) Koliko je vreme odziva ako je amplituda pobude Vin=k*Vinmin, k=10? c) Ako je slew-rate komparatora SR, odrediti minimalnu vrednost k pri kojoj se vreme odziva više ne smanjuje.
a) b) c) Sa povećanjem k vreme odziva se smanjuje sve dok slew-rate komparatora ne dodje do izražaja. Tada je • Tipovi komparatora • bez povratne sprege (open-loop) • regenerativni • prekidačko-kapacitivni • kombinovani- open-loop komparator na ulazu i latch na izlazu
Komparatori bez povratne sprege (open-loop) Dvostepeni diferencijalni komparator Folded Cascode CMOS komparator MC 14574 (Motorola) Q9-Q10 i Q11-Q12 minimiziraju kašnjenje I imaju veći odnos W/L Iset=50uA Vreme kašnjenja 1us Slew-rate=2,7 V/us
Kompenzacija ofseta Zbog jediničnog pojačanja i kapacitivnog potrošača potrebna je dodatna kompenzacija OPAMP-a Generalizovana šema automatske kompenzacije ofseta (a) (b) Šema automatske kompenzacije ofseta kod: (a)neinvertujućeg i (b) invertujućeg komparatora
Regenerativni komparatori (sa histerezisom) • Invertujući • Invertujući sa dinamičkim histerezisom • Neinvertujući
Komparatori sa internim histerezisom Gornji prag: Donji prag:
Prekidačko-kapacitivni komparatori • Sa jednim izlazom Cp-parazitna kapacitivnost • Sa diferencijalnim izlazom (fully-differential)
Open-loop komparator na ulazu i latch na izlazu Napon na izlazu latcha zavisi od napona na njegovim ulazima u trenutku uključenja • Open-loop kaskadno i latch Vreme odziva je određeno kašnjenjem u kolu open-loop komp.
High-Speed komparatori n – kaskadno povezanih open-loop komparatora sa latch kolom na izlazu • koliko treba da je n, da bi ukupno kašnjenje kroz kolo bilo minimalno? • Minimalno kašnjenje nastaje za • Implementacija se obavlja sa • jer se tako dobija slično kašnjenje, ali je znatno manja površina potrebna u integrisanom kolu
