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Operazioni base dell'LTC1540 ed applicazioni tipiche

Operazioni base dell'LTC1540 ed applicazioni tipiche

Benvenuti al modulo di apprendimento a proposito del comparatore LTC1540 a bassa potenza di Linear Technology. Questo modulo di apprendimento introduce le operazioni base dello LTC1540 e le sue applicazioni tipiche.

L'LTC1540 è un comparatore singolo, a potenza ridotta e con riferimento interno. Le caratteristiche del comparatore includono una corrente di alimentazione minore di 0.6µA sul range di temperature commerciali, un riferimento di 1.182V ±2%, isteresi programmabile ed uscite TTL/CMOS che generano e diminuiscono la corrente. L'uscita di riferimento può pilotare un condensatore in modalità bypass fino a 0.01µF senza oscillazione. Il comparatore opera usando un'alimentazione singola da 2V a 11V o un'alimentazione duale da ±1V a ±5.5V. L'isteresi del comparatore è facilmente programmabile utilizzando due resistori ed il pin HYST. Ogni input del comparatore opera dall'alimentazione negativa fino a 1.3V dell'alimentazione positiva. Lo stage di uscita del comparatore può generare in maniera continua fino a 40mA. Eliminando la corrente di cross-conducting che normalmente si manifesta quando il comparatore cambia il suo stato logico vengono eliminati gli errori sull'alimentazione.

Il comparatore opera partendo da una tensione singola di 2V fino a 11V. Lo LTC1540 include un messa a terra separata per lo stage di uscita del comparatore, permettendo così una divisione del range di alimentazione da ±1V a ±5.5V. La connessione di V- a GND permetterà di utilizzare una singola fonte di alimentazione. Se l'uscita del comparatore necessita di produrre più di 1mA, o l'impedenza della sorgente di alimentazione è alta, la V+ dovrebbe necessariamente essere bypassata con un condensatore da 0.1 µF.

L'ingresso del comparatore può oscillare dalla tensione di alimetazione negativa, V-, fino a massimo 1.3V della tensione positiva V+. Gli input possono essere forzati 300mV sotto V- oppure sopra V+ senza creare danni e la corrente tipica di fuoriuscita è solo di ±10pA.

L'uscita del comparatore oscilla tra GND e V+ per assicurare la compatibilità TTL con con un'alimentazione di tipo split. L'uscita è in grado di generare fino a 40mA e di diminuire fino a 5mA continuando in ogni caso a mantenere correnti quiescenti dell'ordine dei nanoampere. Lo stage di uscita non genera correnti di tipo crowbar switching durante le transizioni, e questo aiuta a minimizzare il feedback parassita attraverso i pin di alimentazione.

Il riferimento di bandgap interno ha un voltaggio di 1.182V riferito a V-. L'accuratezza del riferimento è is ±2.0% da 0°C a 70°C. Può generare fino a 1mA e diminuire fino a 10μA con una tensione di alimentazione pari a 5V. Il riferimento può pilotare un condensatore di bypass fino a 0.01μF di valore senza oscillazioni ed è anche possibile usare condensatori con capacità pari a 10μF inserendo resistenze in serie. Bypassare il riferimento può essere utile a prevenire false rilevazioni del comparatore prevenendo che gli errori su V+ o gli stati transitori dei carichi di riferimento disturbino la tensione di riferimento in uscita.

È possibile aggiungere isteresi allo LTC1540 collegando una resistenza (R1) tra i pin REF e HYST ed una seconda resistenza (R2) tra i pin HYST e V-. Nel caso l'isteresi non sia voluta, il pin HYST deve essere cortocircuitato sul pin REF.

La differenza tra le tensioni di threshold superiore ed inferiore, anche chiamata hysteresis voltage band (VHB), è pari al doppio della differenza della tensione tra i pin REF e HYST. Quando viene aggiunta maggiore isteresi, la soglia di threshold superiore aumenta tanto quanto la soglia inferiore diminuisce.

L'LTC1540 è ideale per essere utilizzato come nanopower level detector come mostrato in figura. R1 e R2 formano un dimmer di tensione da VIN l'input non-invertente del comparatore. R3 e R4 impostano la tensione di isteresi, ed R5 e C1 bypassano l'uscita di riferimento.

L'LTC1540 può essere collegato come "micropower low dropout linear regulator" secondo il procedimento mostrato in figura. Quando l'uscita è bassa, Q1 si attiva, permettendo alla corrente di caricare il condensatore in uscita C1. Il feedback locale formato da R4, Q1 e Q2 crea una sorgente di corrente costante dall'ingresso dei 5V fino a C1. R4, R1 e la VBE di Q2 forniscono una corrente limitativa nel caso ci sia un cortocircuito dell'uscita a terra. C2 riduce il ripple d'uscita, mentre il partitore della tensione di feedback R2-R3 stabilisce la tensione di uscita.

La figura mostra il circuito da utilizzare con un'alimentazione pari a 30mA con funzione di temporizzata di auto power-off. L'uscita del comparatore è l'uscita della tensione di alimentazione scambiata.

Con un carico di 10 mA, questo circuito fornisce tipicamente una tensione di (VBAT - 0.17V). L'intero circuito assorbe solo 0.8μA di corrente quiescente con una VBAT = 5V. I tre resistori costituenti il partitore di tensione programmano 50mV di isteresi per il comparatore, ed impostando la tensione IN- a 200mV. Questo fornisce una tensione di threshold IN+ di circa 150mV.

Il circuito è alimentato da una batterie a 2 celle NiCd. La tensione sul pin VBAT può arrivare fino ad un minimo di 1.6V quando le batterie sono completamente scariche. Le specifiche elettriche dello LTC1540 garantiscono il funzionamento fino ad una tensione minima di 2V, ma in ogni caso il comparatore è in grado di operare con una tensione di 1.6V. Alcuni parametri, come VREF e VOS, risulteranno degradati in caso si utilizzino delle tensioni di alimentazione troppo basse. Il range delle tensioni di input si estende da 0.9V sotto al livello dell'alimentazione positiva fino all'alimentazione negativa.

Grazie per aver visionato questa presentazione sul comparatore LTC1540 a bassa potenza di Linear Technology. Nel caso vogliate maggiori informazioni o nel caso vogliate procedere all'acquisto di alcune di queste periferiche, potete o premere sul link dell'elenco parti. Per informazioni tecniche aggiuntive potete visitare il sito di Linear Technology.

 

 

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