AD8469WBRMZ

快速、轨到轨、低功耗、2.5 V至 5.5 V、单电源TTL/CMOS比较器 AD8469 产品特性 概述 通过汽车应用认证 AD8469是一款快速比较器，采用ADI公司的专有XFCB2工 额定轨到轨电压VCC：2.5 V至5.5 V 艺制造。它具有极其丰富多样的功能特性，并且易于使 输入共模电压：VEE− 0.2 V至VCC+ 0.2 V 用，具体包括：输入范围从VEE − 0.2 V至VCC + 0.2 V、低噪 低突波TTL-/CMOS-兼容输出级 声、TTL/CMOS兼容输出驱动器、可调迟滞控制以及关断 传播延迟：40 ns 输入。在电源电流典型值为500 μA时，该器件提供40 ns传 低功耗：1.4 mW(2.5 V) 播延迟、10 mV过驱性能，可驱动15 pF负载。 关断引脚 这款器件提供灵活的电源方案：可采用+2.5 V单正电源供 可编程迟滞 电，输入信号范围为-0.2 V至+2.7 V；也可采用最高+5.5 V 电源抑制：> -50 dB 正电源供电，输入信号范围为−0.2 V至+5.7 V。 -40°C至+125°C工作电压 TTL-/CMOS-兼容输出级旨在以全部额定定时特性驱动最 应用 高15 pF电容；当增加额外电容时，输出级性能以线性方式 高速仪器仪表 适度降低。比较器输入级提供鲁棒的较大输入过驱保护； 时钟与数据信号恢复 当输入超过有效输入信号范围时，输出不会反相。 逻辑电平转换 AD8469采用8引脚MSOP封装，提供关断引脚和迟滞控制 高速线路接收机 特性。额定温度范围为−40°C至+125°C。 阈值检测 峰值和零交越检波器 高速触发器电路 脉冲宽度调制器 电流/电压控制振荡器 功能框图 VP NONINVERTING INPUT Q OUTPUT AD8469 TTL/CMOS HYS INPUT SDN INPUT 10490-001 Q OUTPUT VN INVERTING INPUT 图1. Rev. 0 Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提 供的最新英文版数据手册。 AD8469 目录 产品特性 ........................................................................................ 1 应用信息 ........................................................................................ 8 应用 ................................................................................................. 1 电源/接地布局和旁路 ........................................................... 8 概述.................................................................................................. 1 TTL/CMOS兼容型输出级 .................................................... 8 功能框图 ......................................................................................... 1 优化性能 ................................................................................... 8 修订历史 ......................................................................................... 2 比较器传播延迟消散.............................................................. 8 技术规格 ........................................................................................ 3 比较器迟滞 .............................................................................. 9 电气特性 ................................................................................... 3 交越偏置点 .............................................................................. 9 绝对最大额定值 ........................................................................... 4 最小输入压摆率要求............................................................ 10 热阻 ........................................................................................... 4 典型应用电路 ............................................................................. 11 ESD警告 .................................................................................... 4 外形尺寸 ...................................................................................... 12 引脚配置和功能描述 ................................................................... 5 订购指南.................................................................................. 12 典型性能参数 ................................................................................ 6 汽车应用级产品 .................................................................... 12 修订历史 2012年1月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 12 ADP150 技术规格 电气特性 除非另有说明，VCC = 2.5 V，TA = −40°C至+125°C，典型值为TA = 25°C时的数值。 表1. 参数 直流输入特性 电压范围 电压范围 差分电压 失调电压 偏置电流 失调电流 电容 差模电阻 共模电阻 有效增益 共模抑制比 迟滞 迟滞模式与时序 迟滞模式偏置电压 最小电阻值 关断引脚特性1 输入高电压 输入低电压 输入高电流 休眠时间 休眠时间 直流输出特性 高输出电压 低输出电压 交流性能2 上升时间/下降时间 传播延迟 符号 测试条件/注释 最小值 VP, VN VCM VCC = 2.5 V至5.5 V VCC = 2.5 V至5.5 V VCC = 2.5 V至5.5 V −0.2 −0.2 VOS IP, IN CP, CN AV CMRR VIH VIL IIH tSD tH VOH VOL tR/tF tPD 传播延迟偏斜 上升至下降跳变 Q至Q 过驱消散 共模消散 电源 电源电压范围 正电源电流 1 2 −5.0 −0.4 −1.0 VCC IVCC 功耗 PD 电源抑制比 关断电流 PSRR ISD 典型值 ±3 最大值 单位 VCC + 0.2 VCC + 0.2 VCC +5.0 +0.4 +1.0 V V V mV µA µA pF kΩ kΩ dB dB dB mV 1 −0.5 V至V CC + 0.5 V −0.5 V至V CC + 0.5 V 200 100 VCM = −0.2 V至+2.7 V, VCC = 2.5 V VCM = −0.2 V至+2.7 V, VCC = 5.5 V RHYS = ∞ 50 50 电流 = 1 μA 迟滞 = 120 mV 1.145 30 比较器工作 保证关断 VIH = VCC lCC < 100 µA VP = 10 mV，输出有效 VCC = 2.5 V IOH = 0.8 mA IOL = 0.8 mA 2.0 −0.2 −6 7000 4000 80 0.1 1.25 1.35 120 V kΩ VCC +0.4 +6 V V µA ns ns 300 150 VCC − 0.4 0.4 V V 10%至90% , VCC = 2.5 V 10%至90% , VCC = 5.5 V VOD = 10 mV, VCC = 2.5 V VOD = 50 mV, VCC = 5.5 V 25至50 45至75 30至50 35至60 ns ns ns ns VCC = 2.5 V VCC = 5.5 V VCC = 2.5 V VCC = 5.5 V 10 mV < VOD < 125 mV −0.2 V < VCM < VCC + 0.2 V 4.5 8 3 4 12 1.5 ns ns ns ns ns ns 2.5 VCC = 2.5 V VCC = 5.5 V VCC = 2.5 V VCC = 5.5 V VCC = 2.5 V至5.5 V VCC = 2.5 V至5.5 V 550 800 1.4 4.5 5.5 650 1100 1.7 7 150 260 −50 器件处于关断模式时，输出为高阻抗状态。请注意，应当谨慎使用该特性，因为使能/禁用时间远大于真正的三态输出时间。 除非另有说明，VIN = 100 mV平方输入(1 MHz时)，VCM = 0 V，CL = 15 pF，VCC = 2.5 V。 Rev. 0 | Page 3 of 12 V mW mW dB AD8469 绝对最大额定值 热阻 表2. 参数 电源电压VCC和VEE VCC至地 差分电源电压 模拟输入VP和VN 输入电压 差分输入电压 最大输入/输出电流 关断引脚SDN 施加的电压(SDN至地) 最大输入/输出电流 迟滞控制引脚HYS 施加的电压(HYS至地) 最大输入/输出电流 输出电流Q和Q 工作温度 工作温度 结温 额定值 θJA针对最差条件，即焊接在电路板上的器件为表贴封装。 −0.5 V至+6.0 V −6.0 V至+6.0 V 表3. 封装类型 8引脚MSOP (RM-8) −0.5 V至VCC + 0.5 V ±(VCC + 0.5 V) ±50 mA 1 θJA1 130 单位 °C/W 在静止空气中测量。 ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 −0.5 V至 VCC + 0.5 V ±50 mA 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽 管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量 ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD 防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 −0.5 V至 VCC + 0.5 V ±50 mA ±50 mA −40°C至+125°C 150°C 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 件的可靠性。 Rev. 0 | Page 4 of 12 ADP150 VCC 1 VP 2 VN 3 AD8469 TOP VIEW (Not to Scale) SDN 4 8 Q 7 Q 6 VEE 5 HYS 10490-002 引脚配置和功能描述 图2. 引脚配置 表4. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 引脚名称 VCC VP VN SDN HYS VEE Q 8 Q 说明 正电源电压。 同相模拟输入。 反相模拟输入。 关断。拉低此引脚将关断器件。 迟滞控制。使用电阻或电流源偏置此引脚，产生迟滞。 负电源电压。 同相输出。在比较模式下，如果同相输入(VP)端的模拟电压大于反相输入(VN)端的模拟电压， 则Q处于逻辑高电平。 反相输出。在比较模式下，如果同相输入(VP)端的模拟电压大于反相输入(VN)端的模拟电压， 则Q处于逻辑低电平 Rev. 0 | Page 5 of 12 AD8469 典型性能参数 除非另有说明，VCC = 2.5 V，TA = 25°C。 200 VCC = 2.5V 100 VCC = 5.5V HYSTERESIS (mV) 0 –100 60 50 40 30 20 10 –200 –300 0 1 2 3 4 5 6 7 HYS PIN VOLTAGE (V) 0 10490-003 –400 –1 VCC = 2.5V VCC = 5.5V 0 图3. HYS引脚电流与电压的关系(VCC = 2.5 V和5.5 V) 5 图6. 迟滞与HYS电阻的关系(VCC = 2.5 V和5.5 V) 1.5 VCC = 2.5V 4 SOURCE 3 1.0 SINK LOAD CURRENT (mA) 2 1 0 –1 –2 +125°C –3 0.5 0 –0.5 +25°C –4 –0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 COMMON-MODE VOLTAGE (V) –1.0 –1.0 –0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 图7. 负载电流与输出电压的关系 38.0 60 37.8 PROPAGATION DELAY (ns) 55 50 45 VCC = 5.5V RISE DELAY 40 35 VCC = 5.5V FALL DELAY 30 VCC = 2.5V FALL DELAY 25 0 37.4 37.2 37.0 100 OVERDRIVE (mV) RISE DELAY 36.8 36.6 36.2 50 FALL DELAY 37.6 36.4 VCC = 2.5V RISE DELAY 150 36.0 0.5 10490-005 PROPAGATION DELAY (ns) 0.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 图4. 输入偏置电流与输入共模电压的关系(VCC = 2.5 V) 20 0 10490-007 –40°C –5 –1.0 10490-004 BIAS CURRENT (µA) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 HYS RESISTOR (kΩ) VCC = 2.5V 1.0 1.5 2.0 2.5 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 图5. 传播延迟与输入过驱的关系(VCC = 2.5 V和5.5 V) 图8. 传播延迟与输入共模电压的关系(VCC = 2.5 V) Rev. 0 | Page 6 of 12 3.0 10490-008 HYS PIN CURRENT (µA) 300 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 10490-006 400 ADP150 Q Q Q 1V/DIV 图9. 1 MHz输出电压波形(VCC = 2.5 V) 10ns/DIV 图10. 1 MHz输出电压波形(VCC = 5.5 V) Rev. 0 | Page 7 of 12 10490-010 10ns/DIV 10490-009 0.5V/DIV Q AD8469 应用信息 电源/接地布局和旁路 VLOGIC AD8469是一款高速器件。虽然该器件提供低噪声输出级， A1 但采用正确的高速设计技巧以获得额定性能也是非常重要 Q1 的。由于比较器是未补偿放大器，任何相位关系中的反馈 都有可能造成振荡或产生不需要的迟滞。使用低阻抗电源 OUTPUT +IN 层极为重要，特别是输出电源层(VCC)和接地层。建议在多 –IN 层板中使用独立的电源层。为开关电流提供具有最小电感 AV 的返回路径可确保目标应用实现可能达到的最佳性能。 源引脚的地方放置0.1 μF旁路电容。电容应当通过冗余过 GAIN STAGE 孔连接至接地层，为接地端回流至VCC引脚的输出电流提供 Q2 OUTPUT STAGE 10490-011 A2 正确旁路输入和输出电源亦十分重要。在尽量靠近每个电 图11. TTL/CMOS兼容型输出级的 简化原理示意图 物理上较短的回流路径。使用高频旁路电容，以获得最小 电感和最低有效串联电阻值(ESR)。寄生布局电感也应加以 性能优化 严格控制，最大程度提升高频时的旁路有效性。 与任何高速比较器一样，应采用适当的设计和布局技巧来 TTL/CMOS兼容型输出级 获得额定性能。杂散电容、电感、通用电源和接地阻抗或 若要获得额定传播延迟性能，则容性负载不应超出额定最 大值。AD8469的输出设计为直接驱动一个肖特基TTL或三 个低功耗肖特基TTL负载(或等效负载)。对于大风扇输 出、总线或传输线路，使用适当的缓冲器，保持比较器出 色的速度和稳定性。 其他布局问题可能会严重影响性能，并经常造成振荡。源 阻抗应尽可能低。高源阻抗与比较器的寄生输入电容相结 合，造成输入端带宽的异常衰减，从而降低整体响应。较 高的阻抗更容易产生异常耦合。 比较器传播延迟消散 施加额定15 pF负载电容后，输出级的压摆时间占到了总器 AD8469比较器设计为可在10 mV至VCC − 1 V的宽输入过驱 件传播延迟时间的一半以上。因此，总传播延迟随VCC下降 范围内减少传播延迟消散。传播延迟消散是由过驱百分比 而降低，电源可能会不稳定，并以多余的延迟消散形式 或压摆率百分比变化而导致的传播延迟变化——即输入信 出现。 号超出开关阈值的距离或速度(见图12和图13)。 在电源使用过程中于50%点处测量延迟，因此VCC电源为 传播延迟消散规格在高速、时间关键型应用中非常重要， 2.5 V时可观察到最快时间，而在驱动开关至其他电平的负 如数据通信、自动测试与测量以及仪器仪表。它在事件驱 载时可观察到较大的延迟数值。 动型应用中也非常重要，如脉冲波普、核子检测仪表和医 输出过驱和输入压摆率消散受输出负载和VCC变化的影响 不大。 TTL/CMOS兼容型输出级的简化原理示意图如图11所示。 由于其固有的对称性和通常良好的性能表现，该输出级可 即时用于驱动各种滤波器和其他非常见负载 疗成像。消散表示输入过驱条件发生变化时传播延迟的变 化情况(见图12)。 过驱在10 mV至125 mV范围内变化时，AD8469的传播延迟 消散通常小于12 ns。由于该器件的趋正和趋负输入具有匹 配极为接近的延迟以及极低的输出压摆，该规格同时适用 于正信号和负信号。请注意，对于可重复性的消散测量而 言，会在过驱中加入实际器件失调。 Rev. 0 | Page 8 of 12 ADP150 500mV OVERDRIVE 习惯上使用输出端返回至输入端的正反馈产生迟滞。这种 方法的局限性在于，迟滞量随输出逻辑电平的变化而改 INPUT VOLTAGE 变，使得迟滞不能在阈值两侧对称分布。外部反馈网络也 10mV OVERDRIVE 会引起极大的寄生现象，降低高速性能，某些情况下甚至 VN ± VOS 还会感应出振荡。 AD8469比较器提供可编程迟滞特性，极大地改进了精度和 稳定性。通过在HYS引脚与地之间连接外部下拉电阻或电 10490-012 DISPERSION Q/Q OUTPUT 流源，用户能以可预测且稳定的方式改变迟滞量。断开 图12. 传播延迟——过驱消散 HYS引脚连接，或将其驱动至高电平可去除迟滞。使用 HYS引脚，则可施加的最大迟滞约为160 mV。图15显示所 INPUT VOLTAGE 施加的迟滞量与外部电阻值的函数关系。 VN ± VOS 10490-013 DISPERSION HYSTERESIS (mV) 10V/ns Q/Q OUTPUT 图13. 传播延迟——压摆率消散 比较器迟滞 在嘈杂的环境中，或者当差分输入幅度相对较小或变化较 慢时，通常需要在比较器中加入迟滞。具有迟滞特性的比 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 较器传递函数如图14所示。 VCC = 2.5V VCC = 5.5V 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 HYS RESISTOR (kΩ) 10490-019 1V/ns 图15. 迟滞与HYS电阻的关系 OUTPUT 在整个迟滞控制范围内，从7 kΩ ± 20%串联电阻处观察， HYS引脚表现为1.25 V偏置电压。以这种方式应用迟滞的好 VOH 处是精度更高、稳定性更佳、元器件数更少，以及功能更 加丰富。不建议在HYS引脚上使用外部旁路电容，因为这 样做会影响锁存功能，通常还会降低器件的抖动性能。 VOL 当HYS引脚驱动至低电平，则迟滞可能变得较大，但在该 –VH 2 0.0V +VH 2 INPUT 10490-014 器件中，此种效应要么不可靠，要么用作锁存功能。 交越偏置点 运算放大器与比较器的轨到轨输入具有双前端设计。某些 图14. 比较器迟滞传递函数 随着输入电压从阈值区域下方以正方向接近阈值(图14中的 器件可在VCC供电轨附近激活，而另一些器件则在VEE供 0.0 V)，比较器将在输入超过+VH/2时从低电平切换至高电 电轨附近激活。在共模范围内的某些预先确定的点上，产 平。新开关阈值变为−VH/2。比较器保持在高电平状态， 生交越。在交越点处(通常为VCC/2)，偏置电流方向反转， 直到从阈值区域下方以负方向超过阈值−VH/2。通过这种 测得的失调电压和电流发生改变。 方式，在0.0 V输入处置中的噪声或反馈输出信号无法使比 AD8469可部分实现该方案。交越点在0.8 V和1.6 V附近。 较器切换，除非它们超过以±VH/2为边界的区域。 Rev. 0 | Page 9 of 12 AD8469 最低输入压摆率要求 若存在额外容性负载，或者旁路不佳，则可能会出现振 采用额定负载电容以及整体较好的PCB设计(参见“电源/接 荡。这些振荡是由比较器的高增益带宽与封装和PCB内的 地布局和旁路”部分)，AD8469比较器应当能在任何输入压 寄生效应产生的反馈相结合造成的。对于许多应用而言， 摆率下达到稳定，而不会产生迟滞。可观察到输入级的宽 振铃并不会产生负面效果。 带噪声，而不是其他大多数高速比较器观察到的过度振铃 现象。 Rev. 0 | Page 10 of 12 ADP150 典型应用电路 5V 10kΩ 82pF AD8469 OUTPUT HYS 10490-016 10kΩ CONTROL VOLTAGE 0V TO 2.5V 150kΩ 150kΩ 图16. 压控振荡器 5V 10kΩ INPUT AD8469 VREF + 0.02µF – 10kΩ 0.1µF OUTPUT 10490-017 HYS 图17. 占空比至差分电压转换器 2.5V CMOS PWM OUTPUT AD8469 INPUT 1.25V ± 50mV VREF INPUT 1.25V 10kΩ 10kΩ ADCMP601 82pF HYS 100kΩ 图18. 振荡器和脉宽调制器 Rev. 0 | Page 11 of 12 10490-018 10kΩ AD8469 外形尺寸 3.20 3.00 2.80 3.20 3.00 2.80 8 1 5.15 4.90 4.65 5 4 PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.40 0.25 6° 0° 0.23 0.09 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 0.80 0.55 0.40 10-07-2009-B 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 图19. 8引脚超小型封装[MSOP] (RM-8) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1, 2 AD8469WBRMZ AD8469WBRMZ-RL 1 2 温度范围 −40°C至+125°C −40°C至+125°C 封装描述 8引脚超小型封装[MSOP] 8引脚超小型封装[MSOP] 封装选项 RM-8 RM-8 标识 Y4F Y4F Z = 符合RoHS标准的器件。 W = 通过汽车应用认证。 汽车应用产品 AD8469W生产工艺受到严格控制，以满足汽车应用的质量和可靠性要求。请注意，车用型号的技术规格可能不同于商用型号； 因此，设计人员应仔细阅读本数据手册的技术规格部分。只有显示为汽车应用级的产品才能用于汽车应用。欲了解特定产品的 订购信息并获得这些型号的汽车可靠性报告，请联系当地ADI客户代表。 ©2012 Analog Devices, Inc. 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