基于TLV3501的交流耦合單電源比較器的工作原理及電路設(shè)計(jì)

本文為您簡(jiǎn)單介紹TLV3501比較器-交流耦合單電源比較器設(shè)計(jì)方案，希望對(duì)您設(shè)計(jì)單電源比較器起到指導(dǎo)作用。

有時(shí)，需要一個(gè)單電源比較器使用交流耦合來(lái)檢測(cè)正弦波或方波。由于兩個(gè)模塊間的接地電勢(shì)差，常常需要此單電源比較器。只要交流耦合涉及到單電源電路中，就需要考慮負(fù)電壓。比較器上過(guò)多的負(fù)電壓會(huì)導(dǎo)致比較器錯(cuò)誤觸發(fā)，或者卡在不可預(yù)計(jì)的電平上。為了實(shí)現(xiàn)可靠工作點(diǎn)，需要合適的高導(dǎo)通濾波和直流偏移。這個(gè)設(shè)計(jì)將顯示如何將寬范圍輸入信號(hào)電平和頻率交流耦合進(jìn)入一個(gè)高速比較器來(lái)生成一個(gè)穩(wěn)健耐用且精確的時(shí)鐘信號(hào)。

交流耦合單電源比較器電路圖

設(shè)計(jì)匯總

此設(shè)計(jì)需求如下：

無(wú)輸入信號(hào)-》比較器輸出= 0V

啟動(dòng)時(shí)間小于1ms

電源電壓：3.3V，+5%（3.135V至3.465V）

輸入信號(hào)源提供：

Vcc = 3.3V，+5%（3.135V至3.465V）

Vcc = 5V，+5%，（4.75V至5.25V）

輸入信號(hào)電平：

VIL = GND+400mV @ Isink = 2mA

VIH = Vcc-400mV @ Isource = 2mA

共模范圍：+100mV

傳輸延遲：5ns

占空比從輸入到輸出的變化10%

頻率要求–請(qǐng)見(jiàn)表1

具體操作原理如下：

“交流耦合單電源比較器”電路設(shè)計(jì)提供了一種可忽略模塊間接地差的方法，并且提供寬范圍的頻率和振幅進(jìn)入一個(gè)高速比較器，從而獲得一個(gè)穩(wěn)健耐用且精準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)。請(qǐng)參考圖2。C1 和C2 提供輸入信號(hào)Vin 的交流耦合。R2 和R4 提供一個(gè)針對(duì)CMP-中電源的直流偏移。R1 和R5 提供CMP+一個(gè)大約電源電壓的一半小100mV的直流偏移。對(duì)于沒(méi)有輸入信號(hào)的情況，CMP-和CMP+ 之間的直流偏移差可確保Vout 為比較器輸出低電平（接近零伏）。每個(gè)輸入上的直流偏移用來(lái)抵消出現(xiàn)在這些輸入上的負(fù)電壓，這些負(fù)電壓的產(chǎn)生原因是Vin 的交流耦合。R3 將交流耦合輸入信號(hào)分壓，其幅度少于所使用的比較器的共模電壓的幅度。這些輸入分壓電阻與比較器輸入電容組合在一起形成了一個(gè)輸入低通濾波器，會(huì)衰減進(jìn)入比較器的交流耦合信號(hào)。由于這個(gè)原因，實(shí)際應(yīng)用中，需要將電阻的值保持在盡可能低的水平。輸入信號(hào)調(diào)節(jié)的高導(dǎo)通截止頻率可被視為一個(gè)C = C1||C2 并且R = 1.964k 的簡(jiǎn)單C-R 高通（通過(guò)量程電阻器，R1，R2，R3，R4，R5 連接至CMP+ 和CMP - 的C1 和C2 的末端上可見(jiàn)的等效輸入電阻）。

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