比較器的傳播延遲規(guī)范與測量參數(shù)介紹

比較器的關(guān)鍵規(guī)格之一是傳播延遲 - 信號從比較器輸入傳播到輸出所需的時間。無論是作為電池供電應(yīng)用中的閾值檢測器，還是作為高速信號處理板上的閾值檢測器，比較器的傳播延遲都是工程師在選擇合適的器件時想要知道的第一個參數(shù)。不幸的是，傳播延遲規(guī)范在其所做或不能揭示的信息方面可能并且通常是模糊或誤導(dǎo)的。這是因?yàn)橛袔讉€因素影響傳播延遲規(guī)范，但這些因素通常不在數(shù)據(jù)表中討論。影響傳播延遲的因素有：測量方式，過驅(qū)動量，電源電壓，輸出驅(qū)動器電源電壓，電容負(fù)載，共模電壓，配置（反相或非反相），邊緣一個度量（上升或下降）和溫度。

測量傳播延遲

要了解傳播，首先必須查看正在測量的內(nèi)容。讓我們假設(shè)一個理想的比較器（沒有偏移電壓）。比較器基本上比較兩個輸入信號，并在一個輸入信號超過另一個輸入信號時使輸出跳閘。但輸出并沒有瞬間改變;當(dāng)信號在到達(dá)輸出之前通過內(nèi)部電路傳播（傳播）時存在延遲。重要的是要注意傳播延遲定義為輸出達(dá)到輸出值的50％而不是完整值的點(diǎn)。此指定與輸出負(fù)載相結(jié)合，是導(dǎo)致電路測量延遲時間長于預(yù)期延遲時間的幾個因素之一。

通常說話

傳播延遲通常是典型規(guī)范，意味著給定的值不是生產(chǎn)測試或保證。由于工藝和工廠的變化，除了正常的統(tǒng)計(jì)變化之外，典型值可以具有相當(dāng)大的范圍。平均所有值將給出接近預(yù)期值的值，但是個別IC可能具有測量的傳播延遲規(guī)范，該規(guī)范實(shí)際上根本不是典型的。當(dāng)有保證的規(guī)格時，它可能包括一個注釋，在進(jìn)一步檢查后發(fā)現(xiàn)該設(shè)備經(jīng)過樣品測試，由相關(guān)性保證或由設(shè)計(jì)保證。流行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，LT1016雙10ns比較提供了這樣一個例子。以下是數(shù)據(jù)表中具有保證最大數(shù)量的傳播延遲規(guī)范。經(jīng)過進(jìn)一步檢查，請注意4“在低速過驅(qū)動的自動處理設(shè)備中無法測量tPD.LT1016采用1V步進(jìn)和500mV過驅(qū)動進(jìn)行了樣品測試。相關(guān)測試表明，如果測試顯示tPD限值，則可以保證進(jìn)行額外的直流測試以確保所有內(nèi)部偏置條件都正確。“

凌力爾特公司最新的高速比較器在數(shù)據(jù)手冊中提供了有保證的規(guī)格。 LTC6752 2.9ns CMOS輸出比較器的傳播延遲規(guī)范如下所示。注8簡單地告訴信號步長（150mV）。

LTC6754 1.8ns LVDS輸出比較器還具有保證的傳播延遲規(guī)范。由于其速度，提供LVDS輸出以簡化數(shù)字接口時鐘要求。

踢入過載

影響傳播延遲的因素之一是應(yīng)用于比較器的過驅(qū)動量;過驅(qū)動越高，傳播延遲越快。因此，在不知道過載量的情況下查看傳播延遲可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)。 ATE客戶已經(jīng)意識到這一點(diǎn)并且經(jīng)常要求如下所示的色散圖，其示出了作為過驅(qū)動的函數(shù)的傳播延遲。色散也是一個典型值，但當(dāng)與典型的傳播延遲相結(jié)合時，可以為使用比較器時預(yù)期的傳播延遲值提供更緊密的范圍。在某些情況下，使用具有較慢傳播延遲但是具有較小色散的比較器可能是有利的，而不是使用具有稍快的傳播延遲但是具有寬色散的裝置。下圖顯示了LT1719單個4.5ns 3V / 5V比較器的傳播延遲與輸入過驅(qū)動之間的關(guān)系。

調(diào)高果汁

影響傳播延遲規(guī)格的另一個因素是電源電壓。下圖顯示了LTC6752單個2.9ns比較LT1719的電源電壓變化時傳播延遲如何變化。變化量取決于電源電壓或器件優(yōu)化的范圍，但對于單電源系統(tǒng)，通常較低的電源電壓通常轉(zhuǎn)換為較慢的傳播延遲。注意LT1719，該圖表顯示，只要VEE上存在負(fù)電源電壓，正電源就會發(fā)生變化，傳播延遲幾乎沒有變化。

輸出端有更多電壓

某些比較器的輸出驅(qū)動器和輸出邏輯電平有一個獨(dú)立的電源引腳。與電源引腳類似，輸出驅(qū)動器電源電壓會影響傳播延遲的速度。一般而言，輸出驅(qū)動器電壓越高，傳播延遲越快。下圖突出顯示了這種關(guān)系。

你可以攜帶那個負(fù)載嗎？

測量傳播延遲時，比較器輸出的負(fù)載在制造商與制造商之間并不一致，而且往往不是在同一制造商內(nèi)保持一致。電氣表電容負(fù)載通常在10pF至20pF范圍內(nèi)，但雜散電容和重電容負(fù)載會對傳播延遲產(chǎn)生重大影響。

罕見的共模電壓變化

比較器的輸入共模電壓可以在傳播延遲中起作用。對于由不同輸入共模范圍有效的PNP對和NPN對組成的軌到軌輸入比較器，這種影響非常明顯。下圖顯示了傳輸延遲如何隨著幾個比較器的共模電壓變化而變化。在第一個圖中，下降沿?cái)?shù)據(jù)（紅色）顯示由于這種效應(yīng)導(dǎo)致的傳播變化為13％。對于risingedge數(shù)據(jù)，這種變化要小得多。一些比較器在共模電壓中表現(xiàn)出一個步驟而不是在該轉(zhuǎn)變點(diǎn)處的尖峰。在圖10中，傳播延遲隨著共模接近軌道而增加，導(dǎo)致延遲略有增加。

反轉(zhuǎn)或不反轉(zhuǎn)，即問題

拓?fù)淇梢栽趥鞑パ舆t中發(fā)揮作用。比較器可以被認(rèn)為是放大器運(yùn)行開環(huán)而沒有線性輸出級。與放大器類似，它可以配置為非反相或反相配置。望遠(yuǎn)鏡的范圍顯示了使用反相和非反相配置的LT6700 / 3微功耗18ns比較器系列的傳播延遲。從圖中可以看出，上升沿非同相傳播延遲約為24μs，下降沿約為20μs。對于反相配置，下降沿延遲為40μs，上升ege為10μs。

選擇邊緣

有時傳播延遲對于上升沿和下降沿都是相似的，有時它是傾斜的。當(dāng)數(shù)字不相同時，最佳規(guī)格通常顯示在數(shù)據(jù)表的首頁。下面的圖表雖然在上面的不同示例中使用，但是觀察上升和下降沿延遲之間的差異是一個很好的觀察。在查看兩個比較器時，務(wù)必確保比較相同的傳播延遲邊緣。

有人可以加熱嗎？

溫度是我們提到的傳播延遲變化的最后一個規(guī)范。雖然不能保證和生產(chǎn)測試，但通?？梢栽跀?shù)據(jù)表中找到顯示兩個參數(shù)之間溫度關(guān)系的圖表。有時這種關(guān)系是相當(dāng)線性的;其他時候，根本不是;這實(shí)際上取決于比較器的設(shè)計(jì)。下面是一些圖表，顯示了LTC6752和LT1719高速比較器的關(guān)系。請注意在某些情況下，溫度變化如何超過20％，而在其他情況下，如果室溫值的變化相當(dāng)小。

武裝并準(zhǔn)備明智地選擇

希望這已經(jīng)揭開了傳播延遲測量的一些細(xì)微之處。凌力爾特提供多種比較器，分組為高速（≥500ns傳播延遲），微功率（典型電源電流≤110μA），特定應(yīng)用和高溫。