Здравствуйте все!
Мне надо сделать компаратор на операционном усилителе.
Из временнЫх параметров ОУ я знаю полосу единичного усиления и скорость нарастания на выходе. Есть графики АЧХ и ФЧХ.
Как мне оценить задержку в таком компараторе и её нестабильность? Допускается метод оценки с завышением в несколько раз.
Заранее признателен.

если на идеальный ОУ подать идеальную ступеньку величиной V, другой вход без обратной связи на земле, то на выходе она первратится в линейно нарастающий фронт с наклоном S1 = 2*PI*V*K/F, где К - open loop gain, F частота единичного усиления.
если на АЧХ где-то левее точки 0дБ начинается спад быстрее чем 20дБ/дек, за частоту единичного усиления, наверное, надо брать несколько меньшую величину.
еще есть скорость нарастания на выходе S2 и скорость нарастания входного сигнала S3, которые вроде должны как-то перемножиться, и в качестве грубой оценки вместе дадут, наверное, что-то вроде (S1*S2+S2*S3+S1*S3)/(S1+S2+S3) на выходе.
для нестабильности надо уровень шумов усилителя на выходе (плотность шума надо помножить на корень из частоты где open loop gain падает на -3дБ от своего максимального значения (сотня другая герц обычно), потом помножить на сам open loop gain и еще на 2) и помножить на получившуюся скорость нарастания на выходе.

зы
это для идеального ОУ, для реального важную роль тут будет играть как он из насыщения выходит. это из даташита, наверное, не узнать. лишь в некоторых рисуют картинки large signal response, и выглядят они обычно не очень красиво . Можно задержку просто оттуда взять и добавить, но вот насколько оно стабильно - этого никто не скажет.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Плюс надо смотреть допустимое дифференциальное на входах. Вообще сама идея не есть гуд.

Если нельзя, но очень хочется, то...
Напомню DSIoffe, что задержка компаратора в его рабочей области зависит от разности напряжений на его входах. Вот одна типичная характеристика. Спайс Вам в помощь.

ОУ в качестве компаратора, это как минимум дурной вкус. Компаратор заточен под обрабатываемые сигналы
и там гарантированные: задержка и отклик. У ОУ несколько другая ситуация, нормально его вход заточен под малые сигналы. В входном диффкаскаде при большом дифф напряжении у одного из эммитерных переходов может случиться эл. лавинный пробой при уровне 7-8 вольт ( который может перерасти и в тепловой ) и как следствие произойдет отжиг транзистора, втч деградация беты в разы и в таком духе. Не говоря уже о том что в ОУ каскады предназначенны для линейного режима и при насыщении не алле. А у компаратора все тип топ, разные шотки диоды внутри по типу ТТЛШ помогают разруливать последствия насыщения. Так чта конечно ОУ никто не может запретить использовать как компаратор, но необходимо в деталях владеть ситуацией, смехотехникой и в таком духе.
Кстати аналогии... почему на востоке к аксакалам прислушиваются, потому что только в развитой экономике где обилие инструкций используют дорогой хороший компаратор и все, забывают об этом компараторе и занимаются другими делами. А аксакал если уж он дожил до своих седин значит знает толк. А в развитой экономике где главное деньги и собственно и выжить легче, там несколько другая ситуация. Вырастают поколения которые ни в зуб ногой, для них аксакалы обьект для насмешек.

Да не так хочется, как надо. Если бы кто подсказал компаратор из перечня МОП с температурным дрейфом смещения порядка 5 мкВ/С, лучше меньше, малогабаритный (четырёхканальный, в планарном корпусе), с потреблением порядка 1 мА - конечно, я бы тот компаратор поставил... Модели нету, конечно, вот пытаюсь выяснить у изготовителей, на что похож тот ОУ.

Off. Покойная тёща, человек с высшим образованием, запасала крупу в диване. Мы посмеивались, пока не настали 90-е годы...

Не совсем так.
Скорость нарастания для малых входных сигналов пределяется только величиной входного сигнала и частотой единичного усиления
SR = 2*pi*F1*Vinp
И величина задержки будет определяться делением необходимого перепада на выходе на скорость нарастания при заданном входном сигнале. Плюс время на выход из насыщения.

Присоединяюсь ко мнению тех кто говорит что использование ОУ в качестве компаратора идея плохая. Здесь ОУ будет работать в режиме насыщения каскадов. Режим рассасывания зарядов и все такое будет вызывать тупо задержку переключения хотя скорость нарастания на выходе будет в норме. Никакие АЧХ и ФЧХ тут не работают.

Так, вроде, опрос общественного мнения не планировался... да и благополучно закончился.

Давно не заходил на форум и вот дабы не быть исключенным как безвести пропавший присоединился к мнению большинства.

По соображениям МОП44 с учетом требований к точности строили пороговые элементы на ОУ по прилагаемой схеме. При этом быстродействие ОУ вполне соответствует линейной модели. Эксплуатируется уже более 15 лет.

Во спасибо! Такое не враз и придумаешь. Опыт поколений

Вариант.

Влияние уровня сигнала на задержку

Спасибо. Листочек с графиком пожелтел уже

Кстати в этой схеме ОУ работает в активном режиме.
Его входы и выходы находятся в линейной области.
Если на входе синус, то на выходе прямоугольник
с размахом напряжения стабилитрона плюс диоды.

Скорость нарастания выходного напряжения
обычно нормируется в ТУ. По моему мнению
лучше опираться на интегральный параметр ТУ,
чем на расчетное выражение.

О точностях этой схемы и соответствующих параметрах
ОУ отдельный разговор.

Только емкость от диодов и стабилитрона все портят. Быстро не получается.

В этой схеме ни диоды, ни стабилитрон не оказывают влияния на скорость нарастания выходного напряжения ОУ.
Поясню свою точку зрения.

Для ОУ широкого применения принимаем скорость
нарастания выходного напряжения – 2 В/мкс.
Емкость стабилитрона ( BZT55C …) порядка 100 пФ.
Емкость диода ( 1N4148) порядка < 10 пФ.
Принимаем, с запасом, суммарную емкость равную 200 пФ.

Вычисляем ток, который отдает ОУ на емкость при скорости
изменения выхода - 2 В/мкс.

I = C * U / t = 400 мка;

Этот ток ОУ без проблем отдаст в нагрузку.
Именно поэтому и нет влияния емкости на выход ОУ.

А я - свою.
1. Компаратор... он же должен быстро... Стало быть, ОУ тоже нужно быстрый выбирать. Порядка на два - три быстрее, чем Вы считаете.
2. Этот паразитный конденсатор не отбирает ток с выхода ОУ на землю, а формирует отрицательную обратную связь на вход.
3. Как Ваши выкладки объясняют зависимость скорости срабатывания от величины ступеньки на входе?