MAX912/MAX913：超高速低功耗精密TTL比較器的技術(shù)剖析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，比較器是一種常見(jiàn)且關(guān)鍵的器件，廣泛應(yīng)用于各種高速、低功耗的電路設(shè)計(jì)中。今天，我們要深入探討的是Maxim公司的兩款比較器——MAX912和MAX913，它們以其獨(dú)特的性能和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在眾多比較器中脫穎而出。

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產(chǎn)品概述

MAX912是一款雙路比較器，而MAX913則是單路比較器。它們都具備高速、低功耗的特性，擁有差分輸入和互補(bǔ)TTL輸出。其快速的傳播延遲（典型值為10ns）、極低的電源電流以及包含負(fù)軌的寬共模輸入范圍，使得它們非常適合在單+5V（或±5V）供電的低功耗、高速應(yīng)用中使用，例如V/F轉(zhuǎn)換器或開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

高速與低功耗的完美結(jié)合

高速性能是這兩款比較器的一大亮點(diǎn)。10ns的典型傳播延遲，確保了信號(hào)能夠快速準(zhǔn)確地傳輸和處理。在一些對(duì)速度要求極高的應(yīng)用中，如高速采樣電路和高速觸發(fā)器，這種快速響應(yīng)能力能夠大大提高系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)，它們的低功耗特性也不容忽視。每個(gè)比較器在+5V供電時(shí)僅消耗6mA的電流，這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以有效降低功耗，延長(zhǎng)電池使用壽命。

寬輸入范圍與穩(wěn)定性

MAX912/MAX913的輸入范圍非常寬，能夠延伸到負(fù)電源以下。這使得它們?cè)诓煌碾娫磁渲孟露寄芊€(wěn)定工作，為設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性。而且，它們?cè)谡麄€(gè)線(xiàn)性區(qū)域內(nèi)都能保持輸出穩(wěn)定，避免了許多高速比較器在處理緩慢移動(dòng)的輸入信號(hào)時(shí)常見(jiàn)的輸出不穩(wěn)定問(wèn)題。這一特性在處理低頻信號(hào)時(shí)尤為重要，能夠保證比較器對(duì)所有信號(hào)都能提供高分辨率的處理。

多種供電方式選擇

這兩款比較器支持單+5V或雙±5V供電，用戶(hù)可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的供電方式。這種靈活性使得它們能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境，無(wú)論是在單電源系統(tǒng)還是雙電源系統(tǒng)中都能發(fā)揮出色的性能。

電氣特性詳解

輸入特性

輸入失調(diào)電壓（VOS）和輸入失調(diào)電流（IOS）是衡量比較器輸入精度的重要指標(biāo)。在+25°C時(shí)，MAX912/MAX913的輸入失調(diào)電壓被調(diào)整到2.0mV以下，輸入失調(diào)電流也控制在較低水平。此外，輸入偏置電流（IB）在不同溫度范圍內(nèi)也有較好的表現(xiàn)，這有助于提高比較器的整體精度。

共模和電源抑制比

共模抑制比（CMRR）和電源抑制比（PSRR）反映了比較器對(duì)共模信號(hào)和電源波動(dòng)的抑制能力。MAX912/MAX913在單+5V供電的C、E溫度范圍內(nèi)，CMRR能夠達(dá)到80 - 110dB，PSRR在正電源4.5V ≤ V+ ≤ 5.5V時(shí)為60 - 85dB，負(fù)電源-2V ≥ V- ≥ -7V時(shí)為80 - 100dB。這些指標(biāo)表明，它們能夠有效地抑制共模信號(hào)和電源波動(dòng)對(duì)輸出的影響，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。

輸出特性

輸出電壓（VOH和VOL）的穩(wěn)定性對(duì)于比較器的正常工作至關(guān)重要。在不同的負(fù)載電流下，MAX912/MAX913都能提供穩(wěn)定的輸出電壓。例如，在I OUT = 1mA時(shí)，VOH為2.7 - 3.4V；在I SINK = 4mA時(shí)，VOL為0.3 - 0.5V。這種穩(wěn)定的輸出特性確保了比較器能夠與后續(xù)電路進(jìn)行良好的匹配。

應(yīng)用場(chǎng)景分析

過(guò)零檢測(cè)

在過(guò)零檢測(cè)電路中，需要快速準(zhǔn)確地檢測(cè)輸入信號(hào)的過(guò)零時(shí)刻。MAX912/MAX913的高速特性和高分辨率能夠滿(mǎn)足這一需求，確保過(guò)零檢測(cè)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

以太網(wǎng)線(xiàn)路接收器

以太網(wǎng)線(xiàn)路接收器需要對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行處理和比較。MAX912/MAX913的快速傳播延遲和低功耗特性，使得它們能夠在保證信號(hào)處理速度的同時(shí)，降低系統(tǒng)的功耗，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器

在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中，比較器用于控制開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。MAX912/MAX913的寬輸入范圍和穩(wěn)定的輸出特性，能夠確保在不同的輸入電壓和負(fù)載條件下，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器都能正常工作。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電源和旁路

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要注意電源的選擇和旁路電容的使用。V+和V-電源需要通過(guò)0.1μF - 1.0μF的陶瓷電容與10μF或更大的鉭電容并聯(lián)旁路到地，并且陶瓷電容要盡量靠近比較器的電源引腳，以減少引線(xiàn)電感。對(duì)于噪聲較大的應(yīng)用，還可以在電源線(xiàn)上使用鐵氧體磁珠。

電路板布局

高速組件的電路板布局對(duì)性能影響很大。建議使用具有完整接地層的印刷電路板，注意旁路組件的帶寬并盡量縮短引線(xiàn)長(zhǎng)度。避免使用插座，直接將比較器和其他組件焊接到電路板上，以減少不必要的寄生電感和電容。

輸入轉(zhuǎn)換速率

MAX912/MAX913的設(shè)計(jì)消除了許多標(biāo)準(zhǔn)比較器對(duì)輸入轉(zhuǎn)換速率的要求。只要在最大傳播延遲后LE為高，并且輸入大于比較器的總直流誤差，輸出就會(huì)穩(wěn)定有效，不會(huì)出現(xiàn)振蕩。

總結(jié)

MAX912和MAX913比較器以其高速、低功耗、寬輸入范圍和穩(wěn)定的性能，為電子工程師在低功耗、高速應(yīng)用設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和電路特點(diǎn)，合理選擇供電方式、注意電路板布局和輸入輸出特性，以充分發(fā)揮這兩款比較器的優(yōu)勢(shì)。大家在使用過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。