Curing Comparator Instability dengan Hysteresis
Tentang komparator
IC komparator dirancang untuk membandingkan tegangan yang muncul pada inputnya dan untuk mengeluarkan voltase yang mewakili tanda perbedaan bersih di antara keduanya. Dalam rangkaian komparator, jika tegangan masukan diferensial lebih tinggi dari tegangan offset masukan (V OS ), ditambah overdrive yang dibutuhkan, ayunan output ke tegangan yang mewakili logika 1. Akibatnya, komparator dapat dianggap sebagai satu- sedikit konverter analog-ke-digital. Selain komponen utama konverter A / D, komparator juga banyak digunakan pada deteksi tingkat, kontrol on-off, sirkuit pemulihan jam, detektor jendela, dan pemicu Schmitt.
Amplifier operasional (op-amp) dapat-dan sering digunakan sebagai komparator, baik loop terbuka atau mode gain tinggi, namun cara yang lebih baik adalah dengan menggunakan sirkuit terpadu khusus yang dioptimalkan untuk tujuan ini. Tahap keluaran komparator ditransfer agar lebih fleksibel daripada op-amp. Op-amp menggunakan output push-pull yang biasanya berayun sedekat mungkin dengan rel catu daya, sementara beberapa komparator mungkin memiliki output kolektor terbuka dengan ground emitter. Ini memungkinkan sumber tegangan pull-up untuk tingkat keluaran bervariasi pada rentang yang luas, memungkinkan komparator untuk berinteraksi dengan berbagai keluarga logika atau sirkuit beban. Nilai yang dikurangi untuk resistor pull-up, yang memberikan peningkatan arus, akan menghasilkan peningkatan kecepatan switching dan kekebalan noise, namun dengan mengorbankan disipasi daya yang meningkat. Komparator sering memiliki kait yang memungkinkan strobing input pada waktu yang tepat dan fungsi shutdown yang melestarikan daya saat komparator tidak diperlukan.
Dibangun untuk membandingkan dua tingkat secepat mungkin dengan menjalankan dasarnya "loop terbuka", pembanding biasanya kekurangan kapasitor kompensasi Miller internal atau sirkuit integrasi dan oleh karena itu memiliki bandwidth yang sangat lebar. Karena ini, komparator biasanya dikonfigurasi tanpa umpan balik negatif (atau dengan jumlah yang sangat kecil jika gain tinggi yang dikontrol diinginkan).
Ketiadaan umpan balik negatif ini berarti bahwa, tidak seperti sirkuit op-amp, impedansi masukan tidak dikalikan dengan gain loop. Akibatnya, arus masukan bervariasi saat saklar komparator. Oleh karena itu impedansi mengemudi, bersama dengan masukan parasit, dapat memainkan peran kunci dalam mempengaruhi stabilitas sirkuit. Sementara umpan balik negatif cenderung menjaga amplifier di dalam daerah linier mereka, umpan balik positif memaksa mereka ke dalam kejenuhan.
Apa peran histeresis?
Bahkan tanpa sirkuit umpan balik yang sebenarnya, arus kapasitif dari keluaran ke input (biasanya input non-pembalik), atau kopling arus keluaran ke ground (yang input non-pembalik sering dihubungkan) dapat menyebabkan rangkaian komparator menjadi tidak stabil. . Menjaga simpul impedansi tinggi dan memperhatikan tata letak dan landasan dengan baik dapat membantu meminimalkan efek kopling ini. Latching juga membantu.
Tapi tidak selalu mungkin untuk mencegah ketidakstabilan dengan tindakan ini. Solusi yang sering efektif adalah menggunakan umpan balik positif untuk mengenalkan sejumlah kecil histeresis. Ini memiliki efek memisahkan titik pengalihan yang sedang berjalan dan yang sedang down sehingga, setelah transisi dimulai, input harus mengalami pembalikan yang signifikan sebelum transisi balik dapat terjadi.
Saat memproses sinyal yang bervariasi perlahan-lahan dengan sedikit noise overimpul, komparator cenderung menghasilkan banyak transisi output, atau memantul, saat input melintasi dan melintasi kembali wilayah ambang batas (Gambar 1). Sinyal bising dapat terjadi dalam aplikasi apapun, dan terutama di lingkungan industri. Saat sinyal melintasi daerah ambang batas, noise diperkuat oleh gain loop terbuka, menyebabkan output dipantulkan secara bolak-balik. Ini tidak dapat diterima di sebagian besar aplikasi, namun biasanya dapat disembuhkan dengan mengenalkan histeresis.
Belum ada Komentar untuk "Curing Comparator Instability dengan Hysteresis"
Posting Komentar