NE_8_2007.pdf

СОДЕРЖАНИЕ

№8 (34), 2007 г.

КОМПОНЕНТЫ

Информационно-технический

журнал.

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Компараторы National Semiconductor

Евгений Звонарев .............................................................................3

Учредитель – ЗАО «КОМПЭЛ»

Издается с 2005 г.

Супервизоры питания

(Microchip) Иван Смирнов ....................................................................9

Свидетельство о регистрации:

ПИ № ФС77-19835

Уникальные интерфейсные микросхемы

(Maxim Integrated Products) Анатолий Андрусевич ..........................14

Редактор:

Геннадий Каневский

vesti@compel.ru

Помощник редактора:

Анна Кузьмина

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Источник питания Mean Well с функцией UPS для монтажа

на DIN-рейку

Сергей Кривандин ...........................................................................17

Редакционная коллегия:

Юрий Гончаров

Алексей Гуторов

Игорь Зайцев

Евгений Звонарев

Сергей Кривандин

Александр Райхман

Борис Рудяк

Игорь Таранков

Илья Фурман

БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

GenLock31E – новый GSM-модем со встроенными средствами

GPS-навигации (Erco & Gener)

Олег Пушкарев ....................................................................................20

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ

Советы по проектированию понижающих преобразователей

(Maxim Integrated Products)

Дональд Шелле, Джордж Касторена .............................................23

Дизайн, графика, верстка:

Елена Георгадзе

Владимир Писанко

Евгений Торочков

Распространение:

Эдуард Бакка

ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ

Электронная подписка:

www.compel.ru/subscribe

СТРАНИЦА ГЕОРГИЯ КЕЛЛА

Магические числа электроники: 2222 ...........................................29

Отпечатано:

«Гран При»

г. Рыбинск

ВОПРОСЫ ЧИТАТЕЛЕЙ .........................................................................31

Тираж – 1500 экз.

Подписано в печать:

21 июня 2007 г.

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №8, 2007

ОТ РЕДАКТОРА

Уважаемые

читатели!

разработчику, применяющему изде-

лие. Мы предоставляем в своих ма-

териалах основные технические ха-

рактеристики новинок и стараемся

указывать, какой именно параметр

содержит принципиальное отличие

от предшествующих изделий того же

производителя или от изделий кон-

курентов. В то же время мы не гото-

вы совсем отказаться от рекламных

элементов в наших статьях. Это –

часть нашей стратегии, как торговой

компании, работающей на российс-

ком рынке электроники. Мы пред-

лагаем – читатель выбирает. Всегда

можно запросить образцы продук-

ции и проверить ее в деле.

Нам хотелось бы знать, каково

ваше мнение по этому вопросу.

И еще одно предложение к вам,

уважаемые читатели. Как вы знае-

те, в этом году в журнале состоя-

лась премьера рубрики «Часто зада-

ваемые вопросы». В предпоследнем

номере мы переименовали ее в

«Вопросы читателей», и призываем

вас активнее задавать нам вопросы

по тематике публикуемых материа-

лов. Ваши вопросы и ответы на них

попадут в упомянутую рубрику, а

авторы лучших вопросов будут от-

мечены редакцией.

Редакция получа-

ет ваши письма,

в которых вы за-

даете вопросы по

затрагиваемым

в статьях темам. Среди писем по-

падаются запросы на приобрете-

ние компонентов, просьбы помочь

в конкретных разработках. Радуют

появившиеся в последнее время воп-

росы, обращенные непосредственно

к авторам статей – сотрудникам на-

шей компании.

Попадаются и критические отзы-

вы. Мы относимся к ним с понима-

нием: если читателя что-то не уст-

раивает в журнале, значит он, как

минимум, изучает его, анализирует,

хочет, чтобы журнал стал лучше.

Я бы хотел подробнее остано-

виться на упреке, высказанном в

адрес редакции одним из наших чи-

тателей. Он резко возражает против

использования в публикуемых ма-

териалах терминов «новый» и «уни-

кальный», считая их не несущими

никакой информации. Читатель до-

бавляет, что новизна должна опре-

деляться патентным ведомством, и

призывает нас при применении упо-

мянутых терминов ссылаться на но-

мер патента и время приоритета.

Я думаю, что это слишком жест-

кий подход, более уместный для

академических изданий. В конеч-

ном итоге, о так называемой потре-

бительской новизне судить именно

С уважением,

Геннадий Каневский

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Евгений Звонарев

КОМПАРАТОРЫ

NATIONAL SEMICONDUCTOR

Такие скоростные компараторы National Semiconductor, как

современный LM319 и новый LMH7322, перешли наносекундный

диапазон, а LMH7322 имеет самое низкое потребление энергии.

Вниманию читателей предлагается обзор известных и новых скоро-

стных компараторов, а также компараторов с низким потреблени-

ем производства компании National Semiconductor.

Универсальный контроллер

питания для мобильных

приложений

LP3910 от National Semiconductor –

это гибкое решение для создания

универсального модуля питания

(PMU – Power Management Unit),

которое содержит в себе интегри-

рованный повышающе-понижаю-

щий преобразователь и несколько

различных регуляторов напряже-

ния. Помимо этого, LP3910 имеет

два отдельных входа для питания

устройства и зарядки батарей от

шины USB или сетевого адаптера.

Интегрированный контроллер

заряда поддерживает автомати-

ческое переключение источников

энергии. Наличие интерфейса I 2 C

позволяет разработчикам изме-

нять электрические характерис-

тики и режимы системы питания,

такие как значения выходных на-

пряжений и варианты переключе-

ния источников питания под кон-

кретное приложение.

В портативных устройствах, где

используется питание 3,3 В, повы-

шающее-понижающий преобразо-

ватель позволит продлить время

работы от батарей. Li-Ion акку-

мулятор, как самый популярный

выбор для питания мобильных

приложений, как правило, имеет

диапазон рабочих напряжений от

2,9 до 4,2 В. Когда аккумулятор за-

ряжен, конвертер понижает напря-

жение до необходимого значения.

Когда аккумулятор разряжен до

значения менее 3,3 В, преобразова-

тель повышает напряжение. Техни-

чески это позволяет увеличить вре-

мя работы устройства от батареи на

10%, по сравнению с обычным по-

нижающим преобразователем.

Программируемый контроллер

питания LP3910, доступный в

48-выводном корпусе LLP разме-

ром 6х6 мм, содержит 4-каналь-

ный 8-битный АЦП для контро-

ля аккумулятора и двух внешних

источников питания. Для при-

ложений, не использующих

Flash-память или жесткий диск,

National Semiconductor выпустила

модификацию LP3913 с такими

же функциями, что и у LP3910,

но без повышающе-понижающе-

го преобразователя, который за-

менен только на понижающий, с

максимальным рабочим током до

500 мА.

два сигнала по величине.

В некоторых случаях необходи-

мо зафиксировать момент, когда

сигнал достигнет определенного

значения. Для этих задач многие

фирмы выпускают аналоговые

компараторы. Без них не обходит-

ся ни один АЦП и ЦАП, ни один

генератор пилообразных колеба-

ний. В каждом цифровом воль-

тметре или другом измерительном

приборе обязательно присутствует

компаратор напряжения. Термин

«компаратор» произошел от анг-

лийского слова «compare» – срав-

нивать. Проще говоря, компара-

тор – это прибор для сравнения

двух или нескольких напряжений

с определенной точностью и выда-

чи результата с минимальной за-

держкой.

В качестве компаратора мож-

но использовать дифференциаль-

ный (операционный) усилитель

с очень большим коэффициентом

усиления разностного сигнала.

В зависимости от знака разности

напряжений на входе дифферен-

циального усилителя его выход

оказывается в положительном или

отрицательном насыщении. Рань-

ше обычные ОУ использовали в

качестве компараторов, но сейчас

такой способ практически не ис-

пользуют, поскольку многие про-

изводители выпускают специали-

зированные микросхемы для этой

цели. Эти кристаллы имеют очень

высокое быстродействие, но при

повышении быстродействия ком-

паратора приходится принимать

меры для предотвращения глу-

бокого насыщения транзисторов,

работающих в ключевом режиме.

Этого добиваются минимизацией

паразитных емкостей и сопротив-

лений, ограничивающих скорость

Рис. 1. Зависимость задержки распространения от Uвх в компараторе LM319

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №8, 2007

О чень часто нужно сравнить

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Рис. 2. Допустимые диапазоны входных напряжений LMH7322 и компараторов этого класса

от других производителей

потребление энергии (типовое зна-

чение 21 мА). Задержка распро-

странения сигнала составляет ме-

нее одной наносекунды (700 пс)

при работе на логические микро-

схемы RSPECL (положительная

эмиттерно-связанная логика с ма-

лой амплитудой сигнала). Этот

компаратор является усовершенс-

твованием компаратора LMH7220

с низковольтным дифференци-

альным выходом LVDS. В кон-

це 2007 года компания National

Semiconductor планирует начать

поставку образцов счетверенного

компаратора с параметрами, близ-

кими к LMH7322. Раздельное пи-

тание входных и выходных цепей

LMH7322 позволяет легко согла-

совать входные и выходные сиг-

налы разных частей устройства,

не используя специализированные

микросхемы для сдвига уровней.

Кроме того, LMH7322 допуска-

ет отрицательное напряжение на

входе до -6 В при однополярном

напряжении питания до 12 В.

Время нарастания и спада сиг-

нала LMH7322 составляет 160 пс.

На рисунке 2 показаны допус-

тимые входные диапазоны на-

пряжений для LMH7322 и ком-

параторов этого класса от других

производителей.

На рисунке 3 приведены реко-

мендуемые производителем схемы

включения скоростного компара-

тора LMH7322 для преобразова-

ния аналогового сигнала в сигнал

с уровнями LVDS и стандартное

включение этой микросхемы.

К длительности задержки

распространения компаратора

LMH7322 необходимо относиться

очень внимательно, так как этот

параметр зависит от окружающей

температуры и напряжения пита-

ния, и в худших случаях может

доходить до 1050 пс. Эти факторы

разработчик должен обязательно

учитывать, если проектируемая

аппаратура предназначена для ра-

боты в широком диапазоне тем-

ператур и напряжений питания.

Упомянутые зависимости приве-

дены на рисунке 4. Интересно от-

метить, что при низкой рабочей

нарастания сигналов. К сожале-

нию, уменьшение времени задерж-

ки связано с увеличением потреб-

ляемой мощности. Как правило,

быстродействующие компараторы

уступают прецизионным по точ-

ности сравнения.

Прецизионные компараторы

отличаются от других классов

компараторов повышенной точ-

ностью сравнения и стабильнос-

тью характеристик. Это достига-

ется путем уменьшения входных

токов смещения и существенного

увеличения коэффициента усиле-

ния. Улучшение параметров точ-

ности обычно достигается ценой

снижения быстродействия компа-

раторов.

Выходные каскады компара-

торов в большинстве случаев оп-

тимизированы для сопряжения с

определенными логическими сери-

ями (особенно это важно для мик-

росхем с очень высоким быстро-

действием) или имеют открытый

коллектор (открытый сток) для

расширения возможностей разра-

ботчика. Компаратор также мож-

но рассматривать в качестве ана-

логового коммутатора, который

переключает уровни выходного

напряжения, когда непрерывный

входной сигнал становится выше

или ниже заданного уровня.

Компания National Semicon-

ductor выпускает широкую номен-

клатуру компараторов: скоростных

(High-Speed) и c низким потреб-

лением (Low-Power Comparators).

Современные скоростные компа-

раторы уже перешли наносекун-

дный диапазон. Например, новые

LMH7322 имеют задержку рас-

пространения* всего 700 пикосе-

кунд. Необходимо отметить, что

задержка распространения сильно

зависит от величины перепада на-

пряжения на входах компаратора,

поэтому нужно всегда тщатель-

но изучать графики, приводимые

производителем в своей докумен-

тации (datasheets). Это проиллюс-

трировано на рисунке 1 на при-

мере широко распространенного

компаратора LM319.

Из рисунка 1 хорошо видно,

что задержка распространения

сигнала зависит от величины пе-

репада и от направления перехода

входного напряжения. Время за-

держки значительно меньше при

перепаде на входе от высокого

уровня к низкому.

Основные параметры компара-

торов National Semiconductor при-

ведены в таблице 1.

Скоростные компараторы

National Semiconductor

Среди последних новинок

особого внимания достоин ско-

ростной сдвоенный компаратор

LMH7322. Он имеет самое низкое

* Термин «скорость нарастания», характерный для ОУ, обычно не используется для описания параметров ком-

паратора. Вместо этого указывают задержку распространения относительно входного сигнала.

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №8, 2007

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Рис. 3. LMH7322. Схема преобразования аналогового сигнала в сигнал с уровнями LVDS и стандартное включение этого компаратора

Таблица 1. Компараторы National Semiconductor

Наименование

Коли-

чество

каналов

Свойства

Iпотр.

на ка-

нал, мкА

Uпит.,

Uсмещ.

(макс),

мВ

Конфи-

гурация

выхода

CMVR*,

Задержка

сигнала,

мкс

Корпус (а)

Скоростные компараторы (High-Speed Comparators)

LMH7322 (New) 2

700 пс задержка сигна-

ла распространения

30 мА 2,7...12 8 RSPECL** – 0,0007 LLP-24

LMH7220 (New) 1

2,5 нс, питание

2,7...12 В, LVDS

выход

8,2 мА 2,7...12 9

LVDS -0,2...10 0,0025

SC70-6,

SOT23-6

LMV7219

7 нс, питание 2,7...5 В,

rail-to-rail выход

1,1 мА 2,7...5 6 Push-Pull -0,2...3,8 0,007

SC70-5,

SOT23-5

LMV7235 (New) 1

45 нс, ultra-low power,

rail-to-rail выход

65 2,7...5 6

Открытый

сток

-0,2...5,2 0,045

SC70-5,

SOT23-5

LMV7239 (New) 1

45 нс, ultra-low power,

rail-to-rail выход

65 2,7...5 6 Push-Pull -0,2...5,2 0,045

SC70-5,

SOT23-5

LM161

скоростной дифферен-

циальный компар.

13 мА 11...32 1

Диффе-

ренц.

20...23 0,014 TO5-10

LM361

скоростной дифферен-

циальный компар.

13 мА 11...32 1

Диффе-

ренц.

20...23 0,014

MDIP-14,

SOIC-14,

TO5-10

LM119

скоростной сдвоенный

компаратор

4 мА 5...36 4

Открытый

колл.

8...33 0,08

CERDIP-

14,

CERPAK-

10, LCC-

20, TO5-10

LM219

скоростной сдвоенный

компаратор

4 мА 5...36 4

Открытый

колл.

8...33 0,08

CERDIP-

14,

CERPAK-

10, LCC-

20, TO5-10

LM319

скоростной сдвоенный

компаратор

4 мА 5...36 1,8

Открытый

колл.

7...34 0,08

MDIP-14,

SOIC-14,

TO5-10

Компараторы с низким потреблением (Low-power Comparators)

LPV7215 (New) 1

микромощный,

rai-to-rail вход/выход

0,61 1,8...5 3 Push-Pull 0...5,0 6,6

SOT-23,

SC70-5

LMC7215

потребление < 1 мкА,

rail-to-rail вход

0,7 2...8 6 Push-Pull -0,2...5,2 12

SOIC-8,

SOT23-5

LMC7225

потребление < 1 мкА,

rail-to-rail вход

0,7 2...8 6

Открытый

сток

-0,3...5,3 12 SOT23-5

LMC6762

микромощный,

rai-to-rail вход

6 2,7...15 5; 15 Push-Pull -0,3...5,3 4 SOIC-8

LMC6772

микромощный,

rai-to-rail вход

6 2,7...15 5; 15

Открытый

сток

-0,3...5,3 4

SOIC-8,

MSOP-8,

MDIP-8

LMC7211

микромощный,

rai-to-rail вход

7 2,7...15 5; 15 Push-Pull -0,3...5,3 4

SOIC-8,

SOT23-5

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №8, 2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: