Analog Komparator

  • Bild2vergleicht zwei analoge Inputs

  • vgl. OpAmp: die Differenzspannung am Eingang ist ungleich Null, die Verstärkung unendlich, trotzdem gehen die Transistoren nicht in Sättigung => schnell

 

Bandgap Referenz

  • Bild3temperaturstabile Spannungsquelle

  • pn-Übergang verliert Spannung bei Temperaturerhöhung: -2mV/K (CTAT complementary to absolute temperature)

  • bei geringer Stromdichte ist die Abnahme geringer d.h. die Spannung am PN-Übergang steigt im Vergleich zu  einer Vergleichsdiode (PTAT proportional to absolute temperature)

  • unterschiedliche Stromdichte wird erreicht durch Parallelschalten von Transistoren

  • bei geeigneter Dimensionierung kompensiert sich PTAT und CDAT

Transmission Gate (Analog Switch)

  • Bild5kombiniert n- und p-Kanal Mos Transistor zu einem Schalter

  • Vorteil: guter Kurzschluss für Eingangssignale zwischen VSS und VDD

  • Ein- und Ausgang vertauschbar

  • kann hochohmig geschaltet werden (Schalter geöffnet)

  • Bild4„Analog Switch“ ist ein optimiertes Transmissiongate für analoge Signale (wenig Verzerrungen beim Durchschalten wenn p- von n-Kanal übernimmt)

Blockschaltbild

Bild1

 

Ausgabe: ACO = 1 sagt: „Input ist kleiner als die Referenz“

Einstellungsmöglichkeiten

  • Image2AC disable (ACD)

  • Positiver Input: Bandgap Voltage Reference oder AIN0 als Referenz
    mit AC verbinden (ACBG)

  • Negativer Input:  Multiplexer
    negativer Input wahlweise von Pin AIN1 oder von ADC Eingängen (beim ATMEG 328 sind nur die Eingänge ADC0..7); dies ist aber nur möglich, wenn der ADC (AD-Umsetzer)  nicht verwendet wird (ADEN=0)

  • Input Capture aktivieren (ACIC)

  • Interrupt-Ereignis/Capture: fallende/steigende Flanke/Toggle (ACIS0/ACIS1)

  • Image1Disable Digital Input Buffers
    für AC0/AC1 werden die digitalen Puffer nicht benötigt, abschalten spart Strom
    DIDR1 = _BV(AIN0D) | _BV(AIN1D);

  • Image3wenn das Capture Ereignis ausgelöst wurde, wird der Zählerstand von Timer1 in das Input Capture Register ICR1 gespeichert.