高速利器：ADCMP565雙路超快速電壓比較器深度剖析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高速性能的追求永無止境。今天，我們就來深入探討一款在高速應(yīng)用中表現(xiàn)卓越的器件——ADI公司的ADCMP565雙路超快速電壓比較器。

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一、核心特性優(yōu)勢(shì)盡顯

先看看它令人矚目的特性。ADCMP565擁有300ps的超快輸入到輸出傳播延遲以及僅50ps的傳播延遲分散特性，這對(duì)于需要高精度和快速響應(yīng)的應(yīng)用來說至關(guān)重要。在高速信號(hào)處理中，每一點(diǎn)延遲都可能影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能，而它的低延遲特性確保了信號(hào)能夠快速準(zhǔn)確地處理。

其輸入共模范圍為 -2.0V 到 +3.0V，輸入差分范圍達(dá)到 ±5V，這使得它能夠適應(yīng)各種不同的信號(hào)環(huán)境。同時(shí)，它還具備差分ECL兼容輸出和差分鎖存控制功能，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性。而且，它的輸入保護(hù)功能十分強(qiáng)大，能有效防止輸入信號(hào)對(duì)器件造成損害。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛拓展

該器件的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，在高速儀器儀表、示波器和邏輯分析儀前端、窗口比較器、高速線路接收器和信號(hào)恢復(fù)、閾值檢測(cè)、峰值檢測(cè)、高速觸發(fā)、患者診斷、磁盤驅(qū)動(dòng)器讀取通道檢測(cè)、手持式測(cè)試儀器、過零檢測(cè)器、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器以及自動(dòng)測(cè)試設(shè)備等領(lǐng)域都能大展身手。以時(shí)鐘定時(shí)恢復(fù)為例，在數(shù)字系統(tǒng)中，高速方波在傳輸過程中容易受到雜散電容和電感的影響而發(fā)生失真，ADCMP565就可以用于恢復(fù)失真的波形，同時(shí)保持極小的延遲。

三、規(guī)格參數(shù)精準(zhǔn)把握

電氣特性

在直流輸入特性方面，輸入共模范圍、輸入差分電壓、輸入失調(diào)電壓等參數(shù)都有明確的規(guī)定。比如輸入失調(diào)電壓典型值為 ±1.5mV，這一參數(shù)對(duì)于比較器的精度至關(guān)重要。交流性能方面，傳播延遲在不同的過驅(qū)動(dòng)條件下有不同的值，如1V過驅(qū)動(dòng)時(shí)典型值為310ps，20mV過驅(qū)動(dòng)時(shí)為375ps等。同時(shí)，它的等效輸入上升時(shí)間帶寬達(dá)到了5000MHz，這表明它能夠處理非常高速的信號(hào)。

電源相關(guān)

正電源電流在 @ +5.0V 時(shí)典型值為13mA，負(fù)電源電流在 @ -5.2V 時(shí)典型值為70mA。電源靈敏度VCC大于67dB，VEE大于83dB，這說明它對(duì)電源波動(dòng)的抗干擾能力較強(qiáng)。

絕對(duì)最大額定值

在使用時(shí)，要特別注意絕對(duì)最大額定值。例如，供電電壓范圍很關(guān)鍵，正電源電壓（VCC到GND）為 -0.5V 到 +6.0V，負(fù)電源電壓（VEE到GND）為 -6.0V 到 +0.5V。如果超出這些范圍，可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。

熱特性

它采用20引腳的PLCC封裝，在靜止空氣中結(jié)到環(huán)境的熱阻為89.4°C/W，這在進(jìn)行熱設(shè)計(jì)時(shí)是一個(gè)重要的參考參數(shù)。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，有沒有遇到過熱問題導(dǎo)致器件性能下降的情況呢？

四、引腳配置與功能解析

ADCMP565的引腳配置清晰合理。它有兩個(gè)通道，每個(gè)通道都有互補(bǔ)輸出（QA、QA、QB、QB）和互補(bǔ)的鎖存使能輸入（LEA、LEA、LEB、LEB）。在比較模式下，輸出會(huì)跟蹤輸入的變化；在鎖存模式下，輸出會(huì)保持鎖存前的輸入狀態(tài)。比如當(dāng)非反相輸入的模擬電壓大于反相輸入的模擬電壓時(shí)，相應(yīng)的輸出會(huì)處于特定的邏輯電平。大家在使用時(shí)，要注意這些引腳的正確連接，避免出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤。

五、高速設(shè)計(jì)要點(diǎn)把控

接地設(shè)計(jì)

在進(jìn)行ADCMP565的設(shè)計(jì)時(shí)，使用低阻抗接地平面是關(guān)鍵。多層板中的接地平面可以提供低電感接地，消除因接地反彈引起的不同接地點(diǎn)之間的電位差，同時(shí)還能最小化電路板上雜散電容的影響。大家在設(shè)計(jì)多層板時(shí)，有沒有什么獨(dú)特的接地設(shè)計(jì)技巧呢？

電源旁路電容

在高速應(yīng)用中，電源旁路電容必不可少。每個(gè)電源引腳附近應(yīng)放置1μF的電解旁路電容到地，可減少電源的潛在電壓紋波。同時(shí)，在ADCMP565的電源引腳附近盡可能靠近地放置10nF的陶瓷電容，作為高頻開關(guān)時(shí)的電荷存儲(chǔ)。

鎖存使能輸入

如果不使用鎖存功能，應(yīng)將鎖存使能輸入接地（地為ECL邏輯高），互補(bǔ)輸入接 -2.0V，以禁用鎖存功能。當(dāng)有一個(gè)比較器階段不使用時(shí)，要確保未使用的比較器輸入不浮空，可通過使兩個(gè)輸入相差至少一個(gè)二極管壓降，并正確連接鎖存使能輸入，以避免輸出振蕩。

終端匹配

為了獲得最佳性能，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)腅CL終端。ADCMP565的開放發(fā)射極輸出設(shè)計(jì)為通過50Ω電阻連接到 -2.0V，或使用其他等效的ECL終端。如果沒有 -2.0V 電源，82Ω電阻接地和130Ω電阻連接 -5.2V 也是合適的等效方案。當(dāng)高速ECL信號(hào)需要路由超過一厘米時(shí)，可能需要使用微帶或帶狀線技術(shù)以確保適當(dāng)?shù)倪^渡時(shí)間并防止輸出振鈴。

六、典型應(yīng)用電路參考

高速采樣電路

在高速采樣電路中，通過合理連接各引腳和電阻，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的快速采樣。

高速窗口比較器

高速窗口比較器可以判斷輸入信號(hào)是否在指定的電壓范圍內(nèi)，發(fā)揮著重要的檢測(cè)作用。

遲滯電路

遲滯可以通過正反饋或引入鎖存使能輸入之間的差分電壓來實(shí)現(xiàn)。正反饋方式雖然常用，但存在遲滯量隨輸出邏輯電平變化而不對(duì)稱的問題；而通過鎖存使能輸入實(shí)現(xiàn)的遲滯則與輸出擺幅無關(guān)，且關(guān)于零對(duì)稱。

七、性能特性曲線分析

通過一系列的性能特性曲線，我們可以直觀地了解ADCMP565在不同條件下的性能表現(xiàn)。例如，輸入偏置電流與輸入電壓、溫度的關(guān)系曲線，傳播延遲與溫度、過驅(qū)動(dòng)電壓、共模電壓等的關(guān)系曲線。這些曲線為我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中選擇合適的工作條件提供了重要的參考依據(jù)。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，有沒有根據(jù)這些曲線進(jìn)行過參數(shù)優(yōu)化呢？

總之，ADCMP565是一款性能卓越的高速電壓比較器，在設(shè)計(jì)過程中，我們要充分了解它的特性、規(guī)格和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，才能發(fā)揮出它的最佳性能。希望這篇文章能對(duì)大家的電子設(shè)計(jì)工作有所幫助。