[参考译文] TLV3801：大于1us 的宽脉冲的输出极性

Chuck SinschiNguyen1ClemensLadischHO SI
关于输出极性、请查看下面不同频率下的示波器迹线。 输入信号是连接到同相输入引脚的正弦波(黄色迹线)、而比较器输出是紫色迹线。 电阻分压器电路用于设置反相输入引脚上的阈值电压、如图2所示。 和布置。 R16为1k Ω、P4为5k Ω 电阻器电位器。
重要说明-对于所有测试用例、电阻电位器设置为5k Ω。 如图4所示、在单位增益缓冲器的输出端测量阈值电压。 等式。 比较器输出(紫色迹线)在 DS25CP152的输出端测量、如图3所示。 内容

1.信号= 1GHz。 阈值= 0.484V

2.信号= 900 MHz。 阈值= 0.470V

3. 信号= 800 MHz。 阈值= 0.450V

4. 信号= 700 MHz。 阈值= 0.438V

5. 信号= 600 MHz。 阈值= 0.443V

6. 信号= 500 MHz。 阈值= 0.422V

7. 信号= 400 MHz。 阈值= 0.414V

8、 信号= 300 MHz 阈值= 0.400V

9. 信号= 200 MHz。 阈值= 0.391V

10. 信号= 100 MHz。 阈值= 0.336V

问题1。 为什么直流阈值电压会随输入信号频率的变化而变化？ 我的理解是、它应该是恒定的、因为对于所有测试用例、电阻电位计都设置为5千欧。 Chuck Sins、您在上一篇文章(TLV3604：当输入大于200 MHz 时 TLV3604的输出。 -放大器论坛-放大器- TI E2E 支持论坛)关于 TLV3801的输入偏置电流。 您能否根据这些新发现和电路原理图对此进行详细说明。

问题2： 在所有频率下、比较器输出极性应与输入信号极性相同。 上述所有测试用例的评估板输出都是一致的、并且输出极性与输入信号极性匹配。 但是、TLV3801输出连接到 DS25CP152的定制电路板具有不同的行为。  

Raj、您好！

问题1。 如何测量直流阈值电压？ 您是否通过示波器探头观察？ 阈值电压随输入频率下降的趋势似乎指向阈值电压取决于同相输入的频率。 或许 同相端子可以通过一些寄生电容耦合到反相端子上。 您是否已探测过所有测试用例中的阈值电压并确认它是干净的直流信号？

此外、您如何探测信号 IN+和 OUT？ 它们是否带有有源差动探头、单端探头等？ 此外、 示波器图中显示的信号是否 通过测试点直接在电路板的比较器输入/输出端探测？

根据我的理解、Chuck 是指 TLV3801的输入偏置电流、在2uA 典型值时相对较高。 范围。 该  流入比较器输入端的输入偏置电流意味着输入阻抗不是无限的、这意味着计算出的基准电压将存在 mV 的偏差。 您用于设置基准电压的电阻分压器值相对较低、因此我不希望看到偏置电流导致偏差像您观察到的那样大(数百 mV)

问题2： 根据 Clemens 和我之前的回复、输出映射似乎反转、因此我可以预期输出极性为  反转 输入极性相比、Δ-Σ 转换器的噪声更低。 这似乎不是您的示波器图片中所示的情况。 输入和输出之间的相位差似乎非常大。 例如、甚至不会在0.336V 时显示100MHz 测试用例会切换。 您是否已确保输入和输出示波器探头的时间偏差适当、以便根据示波器的延迟进行校准？

我还有一个跟进问题。 IN+的信号发生器的峰峰值电压和直流失调电压是多少？ 在我看来、黄色的迹线是极其负面的。 如果器件的 VEE 为-1.25V、则负走线在-2V 或在某些情况下似乎超过-2V。 这违反了器件的输入电压范围、即 VEE + 1.5V 至 VCC + 0.1V。  比较器的输入应保持在0.25V 至4.1V 范围内、以满足建议的工作条件。

HO SIU
请在下面找到比较器的布局。 两条输入迹线彼此较远(75mil)。

下面是100 MHz 输入信号的示波器屏幕截图、其中输入信号是使用比较器引脚5处的差分探头测量的黄色迹线、在 DS25CP152紫色迹线的输出处测量的比较器输出、使用比较器引脚4处的差分探头测量的直流阈值电压蓝色迹线、看起来不清晰。 但是、如果在单位增益缓冲器(OPA189)的输出端测量、它看起来很干净。 C27是一个去耦电容器、该电容器应对直流输入信号中的任何交流分量进行去耦。  

问题1。 如何测量直流阈值电压？ 您是否通过示波器探头观察？ 阈值电压随输入频率下降的趋势似乎指向阈值电压取决于同相输入的频率。 或许同相端子可以通过一些寄生电容耦合到反相端子上。 您是否已探测过所有测试用例中的阈值电压并确认它是干净的直流信号？

在先前的回复中、它是在单位增益缓冲器的输出端使用万用表进行测量的。  

此外、您如何探测信号 IN+和 OUT？ 它们是否带有有源差动探头、单端探头等？ 此外、示波器图中显示的信号是否通过测试点直接在电路板的比较器输入/输出端探测？

在前面的回复中、使用比较器引脚5上的差分探头探测 IN+、使用 DS25CP152输出端的单端探头探测 OUT。  

问题2： 根据 Clemens 和我之前的回复、输出映射似乎反相、因此、与所有频率上的输入极性相比、输出极性会反相。 这似乎不是您的示波器图片中所示的情况。 输入和输出之间的相位差似乎非常大。 例如、甚至不会在0.336V 时显示100MHz 测试用例会切换。 您是否已确保输入和输出示波器探头的时间偏差适当、以便根据示波器的延迟进行校准？

示波器波形中考虑了比较器输出的反相。  

我还有一个跟进问题。 IN+的信号发生器的峰峰值电压和直流失调电压是多少？ 在我看来、黄色的迹线是极其负面的。 如果器件的 VEE 为-1.25V、则负走线在-2V 或在某些情况下似乎超过-2V。 这违反了器件的输入电压范围、即 VEE + 1.5V 至 VCC + 0.1V。 比较器的输入应保持在0.25V 至4.1V 范围内、以满足建议的工作条件。

信号发生器的正弦波为15dBm (4 Vpp)。  

同一比较器、DS25CP152和 OPA189器件有多个实例、它们的电路是相同的。 请将信号名称读作  CompOutX_N 和 CompOutX_P  

Raj、您好！

感谢您分享布局。 去耦电容器 C27放置在距离 IN-引脚(引脚4)一定距离的位置、而一条相对较长的布线将电容器顶板连接到该引脚。 这可能已经削弱了电容器滤波功能的效果。

从图中可以看出、IN+交叉 IN-之间似乎有~2-4ns 的延迟。 如果两个不同探针贡献了延迟、这应该不会出乎意料。 您能告诉我您使用的差动探头和无源单端探头的型号吗？

信号发生器的正弦波为15dBm (4Vpp)。  [报价]

我假设直流失调电压为0。  以0V 为中心的4V Vpp 会出现类似的现象 输入电压范围的最大输入电压。  2V 电压超出比较器的绝对最大值、可能会导致比较器永久损坏：

您能否展示两个输入都在 VEE + 1.5至 VCC + 0.1 (0.25V 至4.1V)的建议工作范围内时的器件运行情况？

你好、你好 、萧、我遇到了一个有趣的行为。 随着直流阈值电压(反相端子信号)的增加、比较器输出显示正确的行为、 其宽度根据阈值电压而变化。 然而、当直流阈值电压增加到1.3V 以上时、直流偏移会在同相端子信号上观察到、并且与反相端子直流电压的增加成正比。 请参阅以下示波器屏幕截图、了解反相端子上的不同直流阈值电压。   

蓝色走线-同相输入、脉冲信号。
黄色轨迹线-反相输入、直流电压  
紫色迹线-比较器输出。

数据表提到"将差分输入电压限制为不超过二极管正向压降2 × VF (2 × 0.7V)的两倍"。 当直流阈值电压增加到~1.3V 以上时可以观察到这种行为、正好也是2 x VF = 2 x 0.7 = 1.4V。您能否说明二极管的正向电压和输入偏置电流在我的电路中的作用以及缓解这种影响的可能方法。 我们的要求是同相端子信号将处于0.25至4.1V 范围内、反相端子上的直流阈值电压将处于0至2.7V 范围内

HO SIU

由于双二极管钳位位于器件内部、  IN+和 IN-之间的电压将始终钳位至2 x VF . 为了缓解这种情况、您可以执行以下操作：  

对输入进行电压分压、以便比较器不会出现大于|1.5V|的差分电压。 这样、双二极管就不会正向偏置并导致输入钳位。

根据数据表、您可以在比较器的两个输入上放置限流电阻器。 每当差分电压变得过大而二极管变为正向偏置时、输入限流电阻器就会将电流限制在10mA。

[报价]

感谢您的答复。 如果我们将 VEE 从-1.25V 更改为-1.5V、将 VCC 从+4 V 更改为+3.75V、您建议使用多大的限流串联电阻值？

您能否提供一个针对输入端分压器电路的示例设计、以使差分电压永远不会超过1.5V