Високу швидкість з невеликою різницею домогтися важко.
Зауважте, що у компараторів, як правило, більш високі вхідні напруги зміщення, ніж у підсилювачів, але й набагато вищий ефективний шум, оскільки для отримання високої швидкості вони є широкосмуговими звірами.
Кілька десятиліть тому Олівер Коллінз підготував документ, в якому показав, що ви отримуєте набагато кращі результати, тобто менший час тремтіння, якщо ви передуєте швидкому компаратору з одним або декількома ступенями з низьким рівнем посилення, підсилювачем з низьким коефіцієнтом посилення, кожен з фільтрацією на одному полюсі на виході , щоб збільшити ступінь зменшення швидкості поетапно. Для будь-якої заданої швидкості введення та остаточного порівняння існує оптимальна кількість ступенів, профіль посилення та вибір постійних постійних частот.
Це означає, що початкові операційні підсилювачі використовуються не як компаратори, а як підсилювачі нахилу, і, отже, їм не потрібна швидкість виходу з ладу або продукт GBW, який був би необхідний для кінцевого компаратора.
Тут показаний приклад двоступеневого підсилювача нахилу. Значення не наводяться, оскільки оптимум залежить від швидкості введення вводу. Однак, порівняно з використанням лише порівняльного виводу, майже будь-який профіль посилення був би вдосконаленням. Якщо ви використовували, наприклад, коефіцієнт підсилення в 10, а потім - 100, це було б дуже розумним місцем для початку експериментів.
імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab
Очевидно, що підсилювачі витратять багато часу на насичення. Ключовим фактором розміщення фільтрів RC є вибір константи часу таким чином, щоб час, який потрібен підсилювачу, щоб перейти від насиченої до середньої точки, при найшвидшій швидкості введення вхідного сигналу, подвоєний вибраним RC. Постійно зменшуються постійні часу по ланцюгу підсилювачів.
РЦ показані як реальні фільтри після операційного підсилювача, а не С, розміщений через резистор посилення зворотного зв'язку. Це тому, що цей фільтр продовжує ослаблення шуму високою частотою в 6 дБ / октаву до довільно високих частот, тоді як конденсатор у контурі зворотного зв'язку припиняє фільтрувати, коли частота потрапляє на посилення одиниці.
Зауважте, що використання RC-фільтрів збільшує абсолютну затримку часу між входом, який переходить поріг, і виходом, що його визначає. Якщо ви хочете мінімізувати цю затримку, то РК слід опустити. Однак фільтрація шуму, що надається РК, дозволяє отримати кращу повторюваність затримки від входу до виходу, що проявляється як менший тремтіння.
Це лише вхідний оппам, який потребує високої продуктивності щодо шуму та напруги зміщення, характеристики всіх наступних підсилювачів можуть бути розслаблені за рахунок його посилення. І навпаки, перший підсилювач не потребує такої високої швидкості руху або GBW, як наступні підсилювачі.
Причина, по якій ця структура не надається комерційно, полягає в тому, що продуктивність настільки рідко потрібна, а оптимальна кількість етапів настільки залежить від швидкості введення входу і необхідних специфікацій, що ринок був би крихітним і фрагментарним, і не варто йдуть слідом. Коли вам потрібна ця вистава, краще побудувати її з блоків, які ви можете отримати комерційно.
Ось передня частина статті, в IEEE Transaction on Communications, Vol 44, No.5, травень 1996 року, сторінка 601, та зведена таблиця, яка показує, яку ефективність ви отримуєте, змінюючи кількість етапів посилення нахилу та коефіцієнт посилення розподіл етапів. З таблиці 3 ви побачите, що для конкретного випадку, коли потрібно посилити нахил нахилу 1e6, а продуктивність продовжує покращуватися вище 3 етапів, основна частина поліпшень вже відбулася лише з 3 етапів.
