高速精密比較器AD790：特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，比較器是一種常用的基礎(chǔ)器件。今天要給大家詳細(xì)介紹一款性能出色的比較器——AD790，它在速度、精度和多功能性方面表現(xiàn)卓越，適用于多種模擬信號(hào)處理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

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一、AD790的特性亮點(diǎn)

1. 高速與高精度兼?zhèn)?/h3>

AD790具有45ns的最大傳播延遲，能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化。同時(shí)，它采用了Analog Devices的互補(bǔ)雙極（CB）工藝，實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)時(shí)間和出色的輸入電壓分辨率（最大1mV），為高精度的信號(hào)處理提供了保障。

2. 寬電源電壓范圍

該比較器支持單5V或雙±15V電源供電，單電源模式下輸入可參考地，這是其他比較器所不具備的特點(diǎn)。雙電源模式下，它能處理最大15V的差分輸入電壓，方便與大振幅和動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行接口。此外，還能接受從單5V到雙+5V/–12V、±5V或+5V/±15V等多種電源電壓組合。

3. 低功耗設(shè)計(jì)

AD790的功耗極低，在同速度范圍內(nèi)的比較器中處于領(lǐng)先地位，僅為60mW，有助于降低系統(tǒng)的整體功耗。

4. 抗干擾能力強(qiáng)

內(nèi)置的遲滯和低毛刺輸出級(jí)設(shè)計(jì)，有效減少了不必要的振蕩，使AD790比標(biāo)準(zhǔn)開環(huán)比較器更易于使用。遲滯與寬輸入電壓范圍相結(jié)合，使其能夠?qū)β佟⒌碗娖剑ㄈ?0mV）信號(hào)和快速、大振幅（如10V）信號(hào)做出響應(yīng)。

5. 輸出特性優(yōu)良

輸出擺幅在(V{LOGIC})和地之間對(duì)稱，在各種輸入和輸出條件下都能提供可預(yù)測(cè)的輸出。輸出高電平和低電平由(V{LOGIC})（5V）、地和晶體管等效肖特基鉗位精確控制，與TTL和CMOS邏輯要求兼容。

6. 多種封裝形式

提供8引腳塑料和密封陶瓷雙列直插式封裝（N、Q），以及符合EIA - 481A標(biāo)準(zhǔn)的卷帶封裝，方便不同應(yīng)用場(chǎng)景的選擇。

7. 多溫度等級(jí)可選

有五種性能等級(jí)可供選擇，AD790J和AD790K適用于商業(yè)溫度范圍（0°C至70°C），AD790A和AD790B適用于工業(yè)溫度范圍（–40°C至+85°C），AD790S適用于軍事溫度范圍（–55°C至+125°C）。

二、AD790的應(yīng)用場(chǎng)景

1. 過壓檢測(cè)窗口比較器

利用其寬差分輸入范圍，可直接將輸入信號(hào)連接到比較器的高阻抗輸入，無需特殊的鉗位二極管來限制輸入電壓，適用于監(jiān)測(cè)大振幅信號(hào)。

2. 單電源接地參考過載檢測(cè)器

可作為單電源供電的敏感負(fù)載的過載檢測(cè)器，通過比較PC板跡線上的電壓與參考電壓，實(shí)現(xiàn)過載檢測(cè)功能。

3. 精密全波整流器

憑借高速和高精度的特性，能夠?qū)Φ椭翈譵V或高至10V的信號(hào)進(jìn)行整流。不過，由于總比較器加開關(guān)延遲約為100ns，最大輸入頻率限制在1MHz以實(shí)現(xiàn)清晰的整流效果。

4. 雙極性到CMOS/TTL線路接收器

可在單5V電源供電的情況下接收雙極性信號(hào)（如±5V），并將其轉(zhuǎn)換為CMOS/TTL邏輯電平，這是其他比較器難以完成的任務(wù)。

三、電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 輸出級(jí)設(shè)計(jì)

AD790的輸出級(jí)采用獨(dú)特的架構(gòu)，與傳統(tǒng)的TTL或CMOS輸出級(jí)不同。它通過放大器A1和A2以特定方式驅(qū)動(dòng)輸出晶體管，減少了輸出晶體管之間的電流流動(dòng)，避免了大電流尖峰的出現(xiàn)，降低了對(duì)電源的干擾，減少了反饋到輸入的干擾，從而避免了不必要的振蕩。輸出高電平和低電平由(V_{LOGIC})、地和晶體管等效肖特基鉗位精確控制，與TTL和CMOS邏輯兼容。

2. 遲滯設(shè)計(jì)

AD790利用內(nèi)部反饋在輸入?yún)⒖茧妷褐車a(chǎn)生遲滯。輸入失調(diào)電壓(V{os})是遲滯范圍中心與地電平之間的差值，遲滯電壓(V{H})是遲滯范圍寬度的一半。這種內(nèi)置遲滯功能可防止輸入信號(hào)緩慢越過地電平時(shí)產(chǎn)生振蕩。

3. 電源連接與旁路

在電源連接方面，單電源供電時(shí)，電源電壓可在4.5V至7V之間；雙電源供電時(shí)，需滿足(+V{S} geq V{LOGIC} - 0.5V)且(-V_{S} ≤0)。為確保穩(wěn)定性，應(yīng)使用0.1μF陶瓷電容直接連接到AD790的電源引腳，以提供比較器切換期間的瞬態(tài)電流。同時(shí)，要保證電路板上的電源地和AD790的GND引腳有公共接地引線，為電源電流提供正確的返回路徑。

4. 鎖存操作

AD790具有鎖存功能，當(dāng)引腳5置低時(shí)，比較器的決策被“鎖存”，輸出狀態(tài)保持不變，不響應(yīng)輸入的變化。正確捕獲輸入信號(hào)需要遵循圖4所示的時(shí)序關(guān)系，引腳5應(yīng)用CMOS或TTL邏輯電平驅(qū)動(dòng)。不使用時(shí)，引腳5應(yīng)連接到正邏輯電源。使用雙電源時(shí)，建議在引腳5和驅(qū)動(dòng)邏輯門之間串聯(lián)一個(gè)510Ω電阻，以限制上電期間的輸入電流。

四、總結(jié)

AD790以其高速、高精度、寬電源電壓范圍、低功耗和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為模擬信號(hào)處理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中通用比較器的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求，合理利用其特性，同時(shí)注意電路設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，以充分發(fā)揮AD790的性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用AD790的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。