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[参考译文] TLV2402:TLV2402作为比较器

Guru**** 1641220 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV2402, TLV2401, TLV3702
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/849446/tlv2402-tlv2402-as-comparator

器件型号:TLV2402
主题中讨论的其他器件: TLV2401TLV3702

尊敬的论坛成员:

我开始评估 TLV2402器件、并获得比预期的低速率更好的结果。

我的配置中、2402输出最初处于 H 电平、并通过1KOhm (发射器连接到 VDD)驱动 PNP 晶体管。 当特定事件记录时、其输出会下降至 L、从而向 PNP 添加基极电流、从而使集电极上升至~VDD。

根据数据表、SR=0、0025V/us、因此我预计大约为0、6V/SR=240us 延迟(PNP 基极电势应低于其发射极(VDD)电位计。 0、6V)、但我在单模式下通过双通道示波器仅测量了28uS。  

您可能对这种巨大差异有一些了解。 在比较器模式下运行时、'2402具有渐近响应时间、其输出上的 L->H 转换需要更多时间?

提前感谢!

BR、

Jospech

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    您好、Joseph、

    仿真显示了大约390µs μ H。

    您能否为我们提供原理图和示波器图?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的回答! 我添加了图片。 绿色波形是 T2收集器信号。 黄色表示 comp 输入信号:如果 T2输出与 L 相等、输入信号消失、则表示电路正常运行(过流检测->关闭电流路径)。

    谢谢、

    Joseph

    范围:

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    您好、Joseph、

    您的输入信号高电平仅约为28uS、这对运算放大器的响应来说是很短的。 除了压摆率、还有一种称为"过载恢复时间"的效应。 这是运算放大器将运算放大器用作比较器时自然发生的非线性饱和 VOL 或 VOH 状态的时间。

    第二个问题是输入脉冲接近-1V;这违反了运算放大器共模范围、并可能违反10mA 的绝对最大额定值。  数据表的第13页指出:"TLV2401/2/4有一个负共模输入范围、此范围超过接地100mV。 如果输入远低于此值、则会观察到开环增益降低、最终可能会出现相位反转。"

    电路的目标是在脉冲高电平期间输出低电压并忽略脉冲后的负电压吗?

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    您好、Joseph、

    Ron 在其答复中提到的所有要点都在"将运算放大器用作比较器"中进行了详细讨论。

    谢谢你。

    Tim Claycomb

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    Joseph、

    TLV3702微功耗比较器基于 TLV2402放大器内核、非常值得。

    因此、如果您想将 TLV2402用作比较器...为什么不使用真正的 TLV2402比较器版本! 它具有相同的引脚排列、可直接替换 TLV2402。

    比较器不会有"转换"时间、因此比运算放大器更快(1us)、并且不会出现过载恢复时间问题。

    另请注意、这些是微功耗器件、无法灌/拉太多电流。 TLV2402电流限制为200uA!

    根据原理图、当输出为低电平时、输出灌电流接近6mA (7V - 0.8V)/ 1k=6.2mA)。 这很好地进入电流限制区域(请参阅 TLV2402数据表的图14)。 我感到惊讶的是、它甚至在工作! 将 R2更改为100k、看看它是否会产生影响。

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    您好、Ronald、

    我了解过载恢复时间的性质:它可能与双极晶体管饱和现象很相似、INS 不是。 但我不知道从这个角度来看 SR 也会被考虑在内吗? 因为在我的情况下、SR 似乎没有发挥任何作用(直到2402输出确实达到 VDD-0、6V)。

    为什么即使 SR 值非常小、输出也能如此快速地达到这个 VDD-0、6电平? SR 是否仅影响较低的输出电平?

    黄色输入信号脉冲为高电平、但在其下降沿有负毛刺脉冲:

    当2402输出下降到 L 关闭(大)电流-> 2402输入(电流监视器)信号消失时,此问题便会出现。 我想它是由杂散电感引起的:我将添加一个肖特基二极管来钳制毛刺。 也感谢 VM 的这句话!

    Br、Jospeh

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    大家好、Tim 、感谢 VM 的好文章、这对我很有用。 尤其是考虑双极放大器情况下的集成钳位二极管。

    BR、

    Joseph

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    尊敬的 Paul:

    我看到、因为我也需要一个运算放大器、我想使用一个封装。 器件应具有-Q1认证(此限制会大大减少组件面板)。

    是的、我知道2402只能提供200uA 的电流、我想激活电流限制(至200uA)、以确保尽可能向晶体管提供最大的基极电流。

    由此产生的200uA 电流是否会使器件降级? 我将增大电阻器以确保仅100uA。

    BR、

    Joseph

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    您好、Joseph、

    我不认为 TLV2402实际上在进行开关。 但 T2可以做到。 R1和 R3具有极高的欧姆值、可能对电容杂散耦合很敏感。 换句话说、您的电路的其他组件和信号可能会通过电容杂散耦合将电荷注入 T2的基极、并使 T2导通。 或者、您的电路中存在一些可使 T2导通的电感接地电流耦合。

    您使用的是试验电路板设计还是使用更长导线、接地连接不良或电源电压较弱的设置? 寄生电容和电感在这种设计中非常常见、会导致开关信号失真、并且会出现严重的过冲和下冲、正如您的示波器图所示。 确保在每个芯片和开关晶体管上始终有正确的电源去耦、始终有非常正确的信号接地(最好是实心接地层)、并确保电路足够低的欧姆。 使各个电路部件和模块保持紧凑、但在干扰电路部件之间有足够的距离。 通过将各个屏蔽层连接到本地接地端、屏蔽相互干扰的电路部件。 避开回路区域、并尽量缩短每个正向导体和返回导体之间的距离。  

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    您指出、这是一个非常有趣的过程。 是的、我测量了 T2集电极、而不是直接测量 TLV 输出。 我将签入。

    我使用了高电阻值、因为最初在 T1集电极上也使用了计时电容器(T2电路快速充电和缓慢放电-用于延迟复位)、但它不能正常工作、目前未使用。

    电路重新布局在具有短迹线的单面 SMD PCB 上。

    Joseph

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    Joseph、

    我再次阅读您的原始帖子、现在我相信您希望延迟更长、就像您希望电路是计时器而不是比较器一样。 这甚至是远程的吗?

    在波形中,我怀疑7V 电源在输入脉冲期间不是恒定的(这本身不是问题)。 现在、我认为绿色波形变为低电平用于停止黄色脉冲。 绿色输出是否控制黄色信号(形成环路)?

    即使这种思维导轨是错误的、很明显黄色和绿色的下降是同步的、这可能不是巧合。 最好在更多节点处看到波形。 了解这是不是实时控制环路的一部分也很重要。

    还应移除用红色省略号标记的负电压。

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    尊敬的 Ron:

    您的假设是正确的:绿色波形控制着低电平(停止操作)。

    如果2402检测到过流、则立即关闭功率 MOSFET、但在经历1-2秒后、应重新连接电源路径。

    但是、由于某些问题(我想解决)、此复位操作无法正常工作、但现在还没有进行交互。  

    系统由电池供电、这就是过流期间电压下降的原因、直到2402延迟。

    问题:

    "谁是原因":绿色下降沿是2402输出。 和2402由黄色信号(分流器上的电压) 上升沿进行调节。  

    我只能 在下周四回来。

    感谢你的帮助。

    BR、

    Joseph

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    Joseph、

    我订购了样片。 在它们到达后、我 将测试由7V 电源供电时输出从 VOH 电平下降的时间。 希望在本周结束时。

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    尊敬的 Ron:

    感谢您的努力。 同时、我进行了新的测量。 请注意、在输入端有10K-4n7 LPF (黄色)、A 只能测量 T2 (当我将探针放在 IC 上时、电路无法正常工作)。

    在上一个波形中、示波器 GND 位于电芯上、电芯和 IC GND 之间有6cm 的轨道、因此探针 GND 直接放置在 TLV (和其他组件)上。 但是、响应仍然仅为28us、波形更规律。 28us 是由于 LPF、而不是 TLV!

    我将检查其他电路的效果。

    BR、Joseph

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    您好、Joseph、

    我只会使用 TLV2402构建测试电路。 所有这些晶体管和额外的电路。 此外、使用全新的 TLV2402进行测试。

    分裂和征服!

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您先前提出的开关信号由其他电路引起的建议:您答对了!:

    由于分流器和 FET RDS 上产生的电压过高(大约为1、5V)、有一个锁存晶体管的导通速度比 TLV 快得多。 当 TLV 关闭 FET 并释放电源轨时使用的晶体管、该晶体管打开、使 FET 保持关闭状态。

    也许这一特性可用于在发生总短路时实现非常快的关闭。 但是、现在我纠正了这个锁存操作、因为 TLV 总是首先切换。

    此外、探针 GND 已直接连接到 IC/晶体管电路(存在布线电感)。

    图片:

    直接在 TLV 输出端(负载断开):

    如果过流过流、则不锁存:

    注意:地面水平稍微"切换"一点:

    使用:正确工作锁存

    BR、

    Joseph

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    Joseph、

    我测量了 TL2402从 VOH 电平(过载恢复)开始下降的时间

    20mV 输入信号= 2.18ms

    50mV 输入信号= 1.15ms

    100mV 输入信号= 0.98ms

    我在输出开始下降后测量了负压摆率

    20mV 输入信号=-0.65V/ms

    50mV 输入信号=-1.22V/ms

    100mV 输入信号=-1.45V/ms

    注意:输入信号为[IN-]-[IN+]

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    尊敬的 Ron:

    非常感谢您的调查! 我发现另一个电路(提供锁存功能->在手动交互之前保持开关处于关闭状态)在 '2402之前触发了故障。

    另一个问题是示波器探针 GND 远离 IC GND (请注意、高电流流动)。

    您的结果与我的示波器图相关(100mV 过驱情况下)。

    所以、我认为问题已经解决了!

    此致、

    Joseph

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    您好、Joseph、

    很高兴听到您的问题现已解决、并且 TLV2402正在正常工作...

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    是的、解决了! :)再次感谢您提供的宝贵提示。

    Joseph