العلوم التقنية: ما هو المقارن

“وظيفة المقارنة هي مقارنة عنصرين أو أكثر من عناصر البيانات لتحديد ما إذا كانت متساوية ، أو لتحديد علاقة الحجم وترتيب الترتيب بينهما ، وهو ما يسمى المقارنة. تسمى الدائرة أو الجهاز الذي يمكنه تنفيذ وظيفة المقارنة هذه بالمقارن. المقارنة هي دائرة تقارن إشارة الجهد التناظرية بجهد مرجعي. مدخلا المقارنة عبارة عن إشارات تمثيلية والمخرج عبارة عن إشارة ثنائية 0 أو 1. يظل الناتج ثابتًا حيث يزداد الفرق بين الفولتية المدخلة أو ينقص ويظل العلامة كما هو.

“

1. ما هو المقارن

وظيفة المقارنة هي مقارنة عنصرين أو أكثر من عناصر البيانات لتحديد ما إذا كانت متساوية ، أو لتحديد علاقة الحجم وترتيب الترتيب بينهما ، وهو ما يسمى المقارنة. تسمى الدائرة أو الجهاز الذي يمكنه تنفيذ وظيفة المقارنة هذه بالمقارن. المقارنة هي دائرة تقارن إشارة الجهد التناظرية بجهد مرجعي. مدخلا المقارنة عبارة عن إشارات تمثيلية والمخرج عبارة عن إشارة ثنائية 0 أو 1. يظل الناتج ثابتًا حيث يزداد الفرق بين الفولتية المدخلة أو ينقص ويظل العلامة كما هو.

ثانياً ، مبدأ المقارنة

بعد فهم ماهية المقارن ، دعنا نلقي نظرة على كيفية عمل المقارنة.

يمكن استخدام المقارنة كمحول تناظري رقمي 1 بت (ADC). يمكن استخدام جهاز op-amp من حيث المبدأ كمقارن بدون ردود فعل سلبية ، ولكن نظرًا لأن كسب الحلقة المفتوحة لـ op-amp مرتفع جدًا ، فإنه لا يمكنه التعامل إلا مع الإشارات ذات الفولتية التفاضلية للإدخال الصغيرة جدًا. أيضًا ، عادةً ما يكون للمضخات العملية فترات تأخير طويلة لا تكفي للاحتياجات العملية. يمكن ضبط أداة المقارنة لتوفير تأخيرات زمنية قصيرة جدًا ، لكن خصائص استجابة التردد الخاصة بها ستكون محدودة. لتجنب تذبذب الناتج ، فإن العديد من المقارنات لديها أيضًا دوائر تخلفية داخلية. عتبات المقارنة ثابتة ، بعضها لديه عتبة واحدة فقط والبعض الآخر له عتبتان.

3. مؤشرات الأداء المقارنة

بعد فهم مبدأ عمل المقارنة ، دعنا نلقي نظرة على مؤشرات الأداء الخمسة الرئيسية للمقارن ، تشمل مؤشرات الأداء هذه: جهد التخلف ، تيار التحيز ، تأرجح العرض الفائق ، جهد مصدر الصرف ووقت تأخير الإخراج.بعد ذلك ، دعنا نفسر هذه المؤشرات واحدًا تلو الآخر

1. جهد التباطؤ: إن الجهد الكهربي بين طرفي الإدخال للمقارن سيغير حالة الخرج عندما يتجاوز الصفر. نظرًا لوجود تقلبات صغيرة في الجهد المتراكب على المدخلات ، فإن جهد الوضع التفاضلي الناتج عن هذه التقلبات سيؤدي إلى تغيير ناتج المقارنة بشكل مستمر. لتجنب تذبذب الخرج ، يكون للمقارنات الجديدة جهد تباطؤ يبلغ بضعة مللي فولت. إن وجود جهد التباطؤ يجعل نقطتي التبديل للمقارنة اثنتين: أحدهما لاكتشاف الجهد المتزايد والآخر للكشف عن الجهد الساقط ، والفرق بين عتبات الجهد (VTRIP) يساوي جهد التخلف (VHYST) ، تعويض مقارنة التباطؤ الجهد هو متوسط ​​TRIP و VTRIP-. نقطة تبديل جهد الدخل للمقارن بدون تباطؤ هي جهد إزاحة الإدخال ، وليس الجهد الصفري للمقارن المثالي. عادةً ما يختلف جهد الإزاحة باختلاف درجة الحرارة وجهد الإمداد. غالبًا ما تُستخدم نسبة رفض مصدر الطاقة للتعبير عن تأثير تباين جهد مصدر الطاقة على جهد التعويض.

2. تيار التحيز: إن مقاومة المدخلات للمقارن المثالي لا نهائية ، لذلك من الناحية النظرية ليس لها أي تأثير على إشارة الدخل ، لكن مقاومة المدخلات للمقارن العملي لا يمكن أن تكون لانهائية. عند الإدخال ، يوجد تيار يتدفق عبر المقاومة الداخلية لمصدر الإشارة وداخله. داخل المقارنة ، مما يؤدي إلى ضغط تفاضلي إضافي. يتم تعريف تيار التحيز (Ibias) على أنه متوسط ​​تيارات الإدخال للمقارنين ويستخدم لقياس تأثير مقاومة المدخلات. الحد الأقصى لتيار التحيز لعائلة المقارنات MAX917 هو 2nA فقط.

3. تأرجح مصدر الطاقة الفائق: من أجل زيادة تحسين نطاق جهد التشغيل للمقارن ، يتبنى Maxim بنية ترانزستورات NPN و PNP بالتوازي كمرحلة إدخال للمقارنة ، بحيث يمكن تمديد جهد الدخل للمقارن بحيث يمكن أن يكون الحد الأدنى منخفضًا مثل أدنى مستوى ، يكون الحد الأعلى أعلى بـ 250mV من جهد الإمداد ، وبالتالي يفي بمعيار Beyond-theRail. يسمح إدخال هذا المقارنة بجهد كبير في الوضع العام.

4. جهد مصدر الصرف: نظرًا لأن المقارنة لها حالتان مختلفتان فقط من حالات الإخراج (المستوى الصفري أو جهد الإمداد) ، ومرحلة الإخراج للمقارن بخاصية تأرجح الطاقة الكاملة هي تابع للباعث ، لذا اجعل المدخلات والمخرجات لها ضغط الإشارة الفرق صغير. يعتمد فرق الجهد هذا على جهد تقاطع الباعث عندما يكون الترانزستور الداخلي للمقارن في حالة تشبع ، وهو ما يتوافق مع جهد مصدر الصرف في MOSFET.

5. وقت تأخير الإخراج: بما في ذلك تأخير إرسال الإشارة من خلال المكون ووقت صعود وهبوط الإشارة. بالنسبة للمقارنات عالية السرعة ، مثل MAX961 ، يمكن أن تصل أوقات التأخير النموذجية إلى 4.5 نانو ثانية وأوقات الصعود 2.3 نانو ثانية. عند التصميم ، يرجى الانتباه إلى تأثير العوامل المختلفة على وقت التأخير ، بما في ذلك تأثير درجة الحرارة والسعة.