高速精密比較器AD790：特性、應用與設計要點

在電子工程師的日常設計工作中，比較器是一種常用的基礎器件。今天要給大家詳細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處理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

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一、AD790的特性亮點

1. 高速與高精度兼?zhèn)?/h3>

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

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。雙電源模式下，它能處理最大15V的差分輸入電壓，方便與大振幅和動態(tài)信號進行接口。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. 低功耗設計

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

4. 抗干擾能力強

內(nèi)置的遲滯和低毛刺輸出級設計，有效減少了不必要的振蕩，使AD790比標準開環(huán)比較器更易于使用。遲滯與寬輸入電壓范圍相結合，使其能夠?qū)β?、低電平（?0mV）信號和快速、大振幅（如10V）信號做出響應。

5. 輸出特性優(yōu)良

輸出擺幅在(V{LOGIC})和地之間對稱，在各種輸入和輸出條件下都能提供可預測的輸出。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標準的卷帶封裝，方便不同應用場景的選擇。

7. 多溫度等級可選

有五種性能等級可供選擇，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的應用場景

1. 過壓檢測窗口比較器

利用其寬差分輸入范圍，可直接將輸入信號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)測大振幅信號。

2. 單電源接地參考過載檢測器

可作為單電源供電的敏感負載的過載檢測器，通過比較PC板跡線上的電壓與參考電壓，實現(xiàn)過載檢測功能。

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的信號進行整流。不過，由于總比較器加開關延遲約為100ns，最大輸入頻率限制在1MHz以實現(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（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。

三、電路設計要點

1. 輸出級設計

AD790的輸出級采用獨特的架構，與傳統(tǒng)的TTL或CMOS輸出級不同。它通過放大器A1和A2以特定方式驅(qū)動輸出晶體管，減少了輸出晶體管之間的電流流動，避免了大電流尖峰的出現(xiàn)，降低了對電源的干擾，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. 遲滯設計

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緩慢越過地電平時產(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，電源電壓可在4.5V至7V之間；雙電源供電時，需滿足(+V{S} geq V{LOGIC} - 0.5V)且(-V_{S} ≤0)。為確保穩(wěn)定性，應使用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，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，當引腳5置低時，比較器的決策被“鎖存”，輸出狀態(tài)保持不變，不響應輸入的變化。正確捕獲輸入信號需要遵循圖4所示的時序關系，引腳5應用CMOS或TTL邏輯電平驅(qū)動。不使用時，引腳5應連接到正邏輯電源。使用雙電源時，建議在引腳5和驅(qū)動邏輯門之間串聯(lián)一個510Ω電阻，以限制上電期間的輸入電流。

四、總結

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等優(yōu)點，成為模擬信號處理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中通用比較器的理想選擇。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體的設計需求，合理利用其特性，同時注意電路設計中的要點，以充分發(fā)揮AD790的性能優(yōu)勢。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特的應用經(jīng)驗呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。