Un comparador de voltaje es un tipo de circuito electrónico que se utiliza para comparar un voltaje de entrada a través de un voltaje de referencia conocido y cambiar su condición de salida en función de si la entrada estaba por debajo o por encima de la referencia. Así que esto simplemente satisface la necesidad de detectar nulos, cruces de umbral y amplitudes de señal dentro o fuera de un rango de amplitud. Los comparadores de voltaje se clasifican en dos tipos, tales como inversora y no inversora . Las diferentes formas de estos comparadores son; Comparadores de límite único, ventana, rango de voltaje de histéresis y voltaje de tres estados. Este artículo analiza una visión general de la Comparador de tensión TLV3201AQDCKRQ1 .
¿Qué es el comparador de voltaje TLV3201AQDCKRQ1?
El TLV3201AQDCKRQ1 es un comparador de un solo canal que proporciona la mejor combinación de 40 µA de bajo consumo de energía y 40 ns de alta velocidad en paquetes muy pequeños. Características de este comparador de voltaje; Voltaje de compensación bajo de 1 mV, corriente de unidades de salida grande y entrada de riel a riel. Estos comparadores también son extremadamente simples de diseñar y se utilizan cuando el tiempo de respuesta es significativo. La familia de TLV320x-Q1 está disponible en versiones monocanal como TLV3201-Q1 y bicanal como TLV3202-Q1 con salidas push-pull. Se puede acceder al comparador de voltaje TLV3202Q1 en el paquete VSSOP de 8 pines, mientras que se puede acceder al TLV3201-Q1 en el paquete SC70 de 5 pines.
Configuración de pines:
La configuración de pines del comparador de voltaje TLV3201AQDCKRQ1 se muestra a continuación. Este comparador de voltaje incluye 5 pines que se analizan a continuación.
- Pin1 (OUT): Es un pin de salida.
- Pin2 (GND): Es un pin de tierra.
- Pin3 (IN+): Es un pin de entrada positivo.
- Pin4 (IN-): Es un pin de entrada negativo.
- Pin5 (VCC): Es un pin de suministro positivo.
Características y especificaciones:
Las características y especificaciones del comparador de voltaje TLV3201AQDCKRQ1 se analizan a continuación.
- Categoría – Circuito integrado.
- Fabricado por Texas Instruments.
- El tipo de salida es push-pull.
- El suministro de voltaje varía de 2,7 V a 5,5 V.
- El retraso de propagación es bajo como 40 ns.
- La corriente de reposo es baja, como 40 µA para cada canal.
- El rango de entrada de modo común se extiende 200 mV más allá de cualquier riel.
- El voltaje de compensación de entrada es bajo como 1 mV
- El paquete es SC70 de 5 pines.
- La corriente de polarización de entrada máxima es de 0,005 µA.
- La corriente de reposo máxima es de 40 µA.
- Los CMRR y PSRR típicos son 70dB CMRR y 85dB PSRR.
- La histéresis es de 1,2 mV
- La temperatura de funcionamiento oscila entre -40 °C y 125 °C
- El tipo de montaje es montaje en superficie.
Diagrama del circuito del comparador de voltaje TLV3201AQDCKRQ1
El diagrama de circuito TLV3201AQDCKRQ1 se muestra a continuación. Este es un comparador único con salidas push-pull. Al igual que otros comparadores, este comparador de voltaje incluye dos entradas; inversora y no inversora.
En este circuito comparador, una entrada inversora se indica con un signo menos, mientras que una entrada no inversora se indica con un signo positivo. Las entradas de este comparador son muy similares a las de un amplificador operacional pero la salida de este comparador es un estado lógico digital.
En el circuito anterior, la entrada es una onda sinusoidal de 1 MHz con una amplitud máxima de 200 mV. Una vez que el voltaje es más alto en la entrada no inversora en comparación con la entrada inversora, la salida de este comparador será alta. En este caso, el resultado será de 2,5 voltios. De manera similar, una vez que el voltaje es más bajo en la entrada no inversora en comparación con la entrada inversora, la salida de este comparador será baja. En este caso, el resultado será -2,5 voltios.
El tiempo de respuesta de este comparador de voltaje es de 40 ns, lo que se denota como el retraso o velocidad de propagación. Este tiempo de respuesta es el tiempo que transcurre desde que se cruza el umbral en la entrada hasta que la salida modifica la condición. La velocidad de propagación afectará la rapidez con la que este comparador puede cambiar las condiciones y las especificaciones relacionadas con el ancho de banda. Este comparador de tensión tiene 1,2 mV de histéresis de tensión incorporada que se opone a la existencia de ruido en la señal de entrada.
Comparador de tensión con histéresis
El comparador de voltaje TLV3201 con histéresis se proporciona a continuación para amplificadores inversores y no inversores. La histéresis es la idea de que la salida del comparador cambia el comportamiento del circuito. Entonces, esto es muy útil para el diseño de nuestro circuito porque el comparador de voltaje puede cambiar sus estados sin histéresis debido a pequeños cambios dentro de la entrada, lo cual no es deseable.
Comparador inversor con histéresis
El comparador inversor por histéresis necesita una red de tres resistencias como se muestra en el siguiente circuito. Una vez que Vin en la entrada inversora esté por debajo de VA, el voltaje de salida será alto.
En este circuito, las tres resistencias se representan con R1, R2 y R3, donde R1 y R3 están conectados en serie por R2. El voltaje de disparo de entrada bajo como VA1 se puede derivar mediante la siguiente ecuación.
VA1 = VCC x R2/ (R1 ||R3) + R2
Una vez que Vin sea mayor que VA, el voltaje de salida de este comparador será bajo. Entonces, en esta condición, el resistencias en el circuito están conectados como R2 y R3 están conectados en serie por R1. Entonces, el alto voltaje de disparo de entrada como VA2 se deriva de la siguiente ecuación.
Comparador no inversor con histéresis
Un comparador no inversor con histéresis necesita dos resistor circuito que se muestra a continuación con un voltaje de referencia en la entrada inversora.
Una vez que el VIN de este comparador es bajo, la salida también puede ser baja. Entonces, para cambiar la salida de baja a alta, VIN debe aumentar a VIN1. Entonces, esto se puede calcular como;
VIN1 = R1 x (VREF/R2) x VREF
Una vez que el VIN sea más alto, su salida será alta. Para volver a cambiar este comparador a una condición baja, VIN debe ser equivalente a VREF antes de que 'VA' sea una vez más equivalente a VREF. Entonces, VIN se puede calcular como;
VIN2 = VREF(R1 + R2) – VCC x R1/R2
Esta histéresis del circuito es la principal diferencia entre VIN1 y VIN2, que se define a través de la siguiente ecuación.
ΔVin = Vcc x R1/R2
Aplicaciones
Las aplicaciones del comparador de voltaje TLV3201AQDCKRQ1 incluyen lo siguiente.
- ECU o unidades de control del motor.
- BCM o Módulos de Control de Carrocería.
- BMS o Sistemas de Gestión de Baterías.
- Detección de Ocupante.
- LIDAR y alcance ultrasónico.
- Sistemas de infoentretenimiento HEV o EV Inverter & Motor Control.
- Controladores de tracción y dirección.
- Este comparador se utiliza cuando el tiempo de respuesta es crítico.
- El comparador de voltaje TLV3201-Q1 es un excelente comparador utilizado principalmente para aplicaciones portátiles alimentadas por batería y detección de umbral de conmutación rápida como detección de cruce por cero y monitor de salida PWM.
Por favor, consulte este enlace para Hoja de datos del comparador de voltaje TLV3201AQDCKRQ1 .
Por lo tanto, se trata de una descripción general del comparador de voltaje TLV3201: configuración de pines, especificaciones, circuito y sus aplicaciones. Este comparador se eligió principalmente porque no era costoso y tiene un tiempo de subida bajo, por debajo de los 10 ns. Aquí hay una pregunta para ti, ¿qué es un amplificador operacional ?
