Ist ein Komparator das richtige Teil?

Ich habe ein Gerät, das drei verschiedene Spannungspegel an seinem GPIO-Pin ausgibt: Seine Spannung beträgt entweder 0 V, 0,8 V oder 3 V.

Was ich brauche, ist eine klare digitale Logik hoch oder niedrig , aber ich brauche 0,8 V, um wie ein logisches Tief behandelt zu werden. Außerdem möchte ich, dass das Ergebnis invertiert wird . Mit anderen Worten, 0 V und 0,8 V werden am Ausgang zu einem logischen High und 3 V am Eingang werden zu einem logischen Low.

Ich dachte an die Verwendung eines invertierten Puffers, Schmitt-Trigger, und meine neueste Idee war die Verwendung eines LM393-Komparators. Ich vergleiche die Spannung vom GPIO mit einfach 1 V (erzeugt aus einer Spannungsdivision). Der Ausgang sollte schon invertiert sein, wenn ich die 1v in den + Eingang des Komparators und den GPIO in den - Eingang einspeise.

Ich würde nur gerne Feedback hören, ob der Komparator der beste Weg ist, mein benötigtes Verhalten zu implementieren, oder ob es einen einfacheren/diskreteren Weg gibt, dies zu tun?

Danke schön!

Antworten (2)

Also im Grunde genommen:

Vin < 0,8 V: 1

Vin > 3 V: 0

Die Versorgung beträgt 3,3 V

Dafür braucht man keinen Komparator, das kann schon ein einfacher Inverter in einem 74HC04. Schauen Sie sich das 74HC04-Datenblatt an

Low und High Pegel sind bei 3,3 V leider nicht aufgeführt. Aber schauen wir uns mal die 2 V Werte an. 0,8 V (oder niedriger) wird normalerweise als 0 und 1,2 V (oder höher) als 1 angenommen. Bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V steigen diese Werte etwas an, was für Ihre Anforderung vorteilhaft ist.

Ein weiterer Bonus ist, dass ein 74HC04 6 Inverter enthält, sodass Sie 6 Pins überwachen können!

Ein CMOS-Inverter ist eine der einfachsten und billigsten verfügbaren Schaltungen, daher bezweifle ich, dass es eine einfachere und / oder billigere Lösung gibt.

Vielen Dank für Ihren Vorschlag, eine zusätzliche Frage dazu: Was ist, wenn eine Spannung zwischen 0,8 V und 1,2 V anliegt? In diesem Fall ändert der Wechselrichter den Ausgang nicht? Was ist der Ausgang für, sagen wir, 1,1 V?
@John, die Ausgabe hängt von der Mondphase ab, als der Chip hergestellt wurde - nur garantierte Werte sind 0,8 V niedrig und 1,2 V hoch.
@Florian Castellane In diesem Fall bin ich mir nicht sicher, ob ich die Wechselrichterlösung verwenden kann. Ich weiß, dass ich oben 0,8 V geschrieben habe, aber während besonderer Mondphasen kann die Spannung sogar 1,1 V betragen, sollte aber dennoch als niedrig angesehen werden. Was ist in diesem Fall zu tun? Komparator?
Sie könnten eine Diode in Reihe schalten, um die Spannung abfallen zu lassen. Andernfalls funktioniert ein Komparator, obwohl dies eine komplexere Lösung ist.
In der Praxis haben diese Wechselrichter ein sehr enges Fenster, in dem die Ausgangsspannung nicht richtig bestimmt wird. Aus dem Datenblatt sieht es so aus, als ob dieses Fenster 0,4 V (1,2 V - 0,8 V) beträgt, aber dies sind die garantierten Werte. In der Praxis entscheiden die meisten dieser Wechselrichter genau in der Mitte (1 oder 0), also 1,0 V, wenn Vsupply = 2 V. Bei einer Versorgung von 3,3 V würde ich also erwarten, dass der typische "Entscheidungspunkt" bei 3,3 / 2 = 1,65 V liegt weit über Ihren 1,2 V. Wenn Sie mit dieser Schaltung eine Massenproduktion durchführen möchten, benötigen Sie bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V die richtigen Daten des Herstellers.

Der LM339 (oder die duale Version LM393) kann für diese Anwendung in Ordnung sein, basierend auf Ihren angegebenen Anforderungen. Pullup-Widerstand am Ausgang nicht vergessen.

Ein Problem ist Ihre Wahl von 1,0 V für den Schwellenwert, der jedoch nur (nominal) 200 mV Spielraum mit 800 mV Eingang lässt, aber eine starke Erhöhung (unter der Annahme einer 3,3-V-Versorgung) führt zu einer Begrenzung des Vcc-2-V-Gleichtaktbereichs bestimmten (alten/billigen) Komparator. Wenn die Kosten keine große Rolle spielen, könnten Sie einen besseren Komparator mit mehr Gleichtaktbereich verwenden und einen Schwellenwert wählen, der näher bei (3,0 + 0,8)/2 liegt.

@SpehroPerfhany: Vielen Dank für deinen hilfreichen Hinweis! Preis ist nicht sehr kritisch, aber Paket. Ich hätte gerne ein DIP-8/SOP-8 Paket. Haben Sie Empfehlungen, welches bessere Vergleichsgerät zu wählen ist? Danke!
@John Sie können (und sollten) eine parametrische Suche bei einem Händler oder Hersteller durchführen, um Ihren Anforderungen zu entsprechen. Für niedrigere Geschwindigkeiten sind der MCP6541 und Varianten sehr stromsparend, billig, Rail-to-Rail-Eingang und haben sogar ein wenig interne Hysterese. Es sind Varianten mit CMOS-Ausgang sowie Open-Drain verfügbar. Achten Sie bei CMOS-Eingangskomparatoren darauf, wegen des internen Schutznetzwerks einen externen Widerstand hinzuzufügen, um den Strom zu begrenzen, wenn der Eingang vorhanden sein kann, wenn Vdd = 0 (z. B. einige K mindestens für 3 V).
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