¿Por qué tal configuración de entrada de comparador analógico?

Mi entendimiento de un comparador analógico es que tiene un voltaje de referencia fijo aplicado a una entrada y una señal de CA a la otra entrada, cuando el voltaje de la señal> voltaje de referencia, la salida del comparador será lógicamente alta, de lo contrario, lógicamente baja.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Estaba mirando la etapa de entrada de uno de los comparadores analógicos de la MCU. La señal se aplica en AIN0, la referencia se aplica en AIN1, el pin 5 cambia entre Vcc y 0 para cambiar AIN1 en +- ~0,04 V.

Pero lo que no entiendo es que tiene una resistencia de 100k (R2) que conecta ambas entradas. ¿Cuál es el propósito de eso? ¿Eso no haría variar también la referencia?

Cualquier sugerencia es muy apreciada, gracias.

Referencia de CC porque la entrada solo tiene acoplamiento capacitivo.
@Martin, por supuesto, gracias ... Pero, ¿por qué la entrada de acoplamiento de CA (suponiendo que es pk-pk == Vcc) y luego la acopla de CC?
¿Por qué cree que alternar el Puerto D.5 desplazaría AIN1 en +-0,4 V?
Supongo que eso proporciona algo de histéresis, pero parece mucho menos de 0.4V.
@Humpawumpa aplicando 5V en el pin5 aumenta la referencia a 2.54V, al establecerlo en 0V disminuye la referencia a 2.46V. R5 y R6 forman un divisor potencial que está en serie con R3 | R2, que afecta directamente la salida de R3 | R2. ¿Me equivoco?
Entonces es +/- 0.04V, no 0.4V.
@Finbarr, ¡Lo siento! Quise decir +/- 0.04V, error tipográfico.
Sin embargo, todavía suena alto, lo calculo como algo menos de +/- 25mV. Aunque eso ignora el efecto que tiene sobre el voltaje de referencia, lo cual sería irrelevante si se hace a alta velocidad.
@Finbarr, eso es extraño, también obtengo +/- 25mv de mis cálculos. Sin embargo, una simulación (con un simple interruptor) muestra una diferencia de +/- 0.04V.

Respuestas (2)

Se puede (debe) considerar que la unión de R3 y R4 produce un voltaje de CC fijo de Vcc/2. C2 suaviza cualquier ondulación de CA en este voltaje manteniéndolo libre de variaciones inyectadas por la señal de entrada a través de la resistencia de 100 k (R2).

Pero lo que no entiendo es que tiene una resistencia de 100k (R2) que conecta ambas entradas. ¿Cuál es el propósito de eso?

No, R2 solo toma el sesgo de Vcc/2 y aplica ese nivel de CC al pin 7 para centrar aproximadamente el pin 7 en la parte media del rango de entrada del comparador.

R5 también acopla Vcc/2 al pin 6, polarizando así el pin 6 en Vcc/2 PERO el pin 5 puede modificar ese punto de polarización a través de la resistencia R6 de 1 Mohms.

No sé dónde se usa el circuito o para qué, pero parece una especie de decodificador de datos donde los datos desconocidos ingresan como "entrada de señal" y se usa el pin 5 (posiblemente a una velocidad de alternancia de alta frecuencia) para ajustar el punto de activación del comparador.

Si puede proporcionar más detalles, estaré encantado de llenar otros vacíos.

Supongo que se usa para la medición de frecuencia/período :)
Excelente respuesta, muchas gracias. De hecho, se utiliza para medir la frecuencia. Aparentemente, la alternancia está destinada a aumentar la inmunidad al ruido, pero estoy luchando por ver cómo.
Filtra eficazmente las señales de CA por debajo del nivel de histéresis.
La alternancia de @Hypomania puede producir un efecto llamado tramado y el tramado se puede usar para producir una mayor resolución al convertir de dominios analógicos a digitales. Por ejemplo, en su circuito, si la señal de entrada es muy pequeña, puede evitar la banda muerta mediante difuminado.
@Finbarr, ya veo. En ese caso, ¿cómo se eligieron los valores para R5 y R6?
@Andyaka, muchas gracias, acabo de buscar en Google banda muerta y he estado experimentando exactamente este tipo de comportamiento durante los últimos 3 días y tirando de mi cabello. Estaba buscando un circuito mejorado y el cambio en pin5 ahora tiene mucho sentido, gracias de nuevo :)
@Andyaka una última pregunta, si la señal está acoplada a CC (y su pk-pk es <= Vcc), ¿todavía se necesita el acoplamiento de CA (y la resistencia de 100k)?
La señal sin procesar se puede superponer a un nivel de CC y, por lo tanto, el uso de C1 eliminará el valor de CC no deseado. Eso es lo que veo como la importancia de C1. Si el nivel de CC es estable y la amplitud general de la señal está dentro de los límites de lo que el comparador puede manejar, entonces puede acoplar CC. Pero necesitaría eliminar R3 y R4 hacer que R2 sea más bajo, como 10 kohm. Luego, tiene su pin 6 rastreando el valor de CC de la señal sin procesar. Se llama rebanador de datos; vea mi respuesta aquí: electronics.stackexchange.com/questions/99049/…
@Andyaka, de nuevo, muchas gracias, ¡ha sido de gran ayuda!

R3 y R4 (gracias por darles las designaciones) brindan un punto de referencia de suministro medio. Con resistencias de 2 x 10k, la impedancia de la fuente es de 5k.

AIN0 no tiene ruta de CC a tierra debido al capacitor. Necesitamos sesgar esto a la mitad del suministro para que la señal de CA entrante oscile alrededor de la mitad del suministro. El 100k R2 proporciona el sesgo. C2 mantiene estable la referencia y evita que la CA la altere significativamente en el extremo superior de R2. Con 100k y 10u, la constante de tiempo RC será de 1 s, por lo que deberá comparar esto con la señal de entrada esperada para ver si esto va a ser un problema. (Presumiblemente, el diseñador ha hecho este trabajo y no hay ningún problema).

Una pregunta pensó, ¿por qué la señal de acoplamiento de CA y luego la acoplamiento de CC, suponiendo que el pk-pk de la señal es ~ Vcc (sé que no mencioné esto en la pregunta, pero en tal caso, eso haría que el acoplamiento de CA fuera redundante?

El acoplamiento de CA elimina cualquier componente de CC y permite que la señal acoplada se refiera a la mitad del suministro y ahora puede ser positiva o negativa con respecto a eso. Esto significa que puede aceptar una señal que oscile alrededor de cero voltios, o un voltaje negativo o positivo.

Muchas gracias por su respuesta. Una pregunta pensó, ¿por qué la señal de acoplamiento de CA y luego la acoplamiento de CC, suponiendo que el pk-pk de la señal es ~ Vcc (sé que no mencioné esto en la pregunta, pero en tal caso, eso haría que el acoplamiento de CA fuera redundante?
Solo desea que su señal de entrada de CA haga referencia a una tierra virtual dada e ignore cualquier compensación de CC potencial que pueda tener la señal.
@Hypomania: Ver la actualización.
¿Por qué tal configuración de entrada de comparador analógico?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v