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PH300 峰值保持探测器

PH300 型是一款高性能的薄膜混合峰值保持装置,设计用于跟踪和保持模拟输入信号的峰值,上升时间(Vmax 的 10% 至 90%)短至 250 ns 。该装置还具有最低的保持电压下降率,在静态模式下消耗的功率小于 36 mW。实验室和商业应用包括核物理;便携式仪器;核监测;航空航天;粒子、伽马射线和 X 射线成像;医疗和核电子;光电系统。

特点

  • 工作温度为 -55 ºC 到 +125 ºC
  • 小尺寸(16 引脚混合 DIP)
  • 极低功耗(静态 36 mW)
  • 高速
  • 低下降率
  • 斜坡放电
  • 快速复位
  • 内置线性门
  • 内部保持电容器
  • 高可靠性筛选
  • 一年质保

  • 规格参数 +


    规格参数

    输入特性

    信号 – 模拟 范围:0 至(V+ – 1.5 V)
    输入阻抗:> 1 千欧
    上升时间(10% – 90%):250 ns(最小)
    线性门控制 – 数字 逻辑电平:TTL
    门打开:高
    门关闭:低
    门开启/关闭:40 ns(最大 60 ns)
    复位控制 – 数字 斜坡转换速率:5 V/µs 至 0.001 V/µs
    斜坡控制:TTL
    斜坡有效:低
    快速复位:< 800 ns(转储模式)
    转储控制:TTL
    转储有效:低

    输出特性

    模拟 范围负载:>5 千欧 0 至(V+ – 1.5V)(典型值)
    输出转换速率:30 V/µs
    下降率:< 100 nV/µs @ 25 °C, < 5 µV/µs @ 70 °C
    线性:± 0.01% (典型值)
    直流偏移:± 2 mV(最大值)
    输出电流在内部被限制为 15 mA
    数字峰值检测 逻辑电平:TTL
    Vin:> Vout
    Vin:< Vout
    传播延迟:< 500 ns(典型值)
    保持电容 内部:470 pF ±5%
    >外部:50 pF – 1000 pF(可选)

    通用

    外壳温度 工作:-55 ºC 至 +125 ºC
    存储:-55ºC 至 +150ºC
    筛选 Amptek 高可靠性
    平均故障间隔时间(MTBF) 3.2/106 小时 @ +60 ºC
    电源 静态功率: <36 mW @ -5 V/+10 V
    模拟 V+:+5 V 至 +12 V(最大绝对值 +18 V)
    V:-5 V 至 -6 V(最大绝对值(V+ – V)< 30 V)
    静态 I+:<2.4 mA(-55 ºC 至 +125 ºC)
    静态 I:< 2.4 mA(-55 ºC 至 +125 ºC)
    数字 Vd:+5 V(最大绝对值 +7 V)
    静态 Id:< 0.01 mA(-55 ºC 至 +125 ºC)
    封装 密封,16 引脚混合,600 密耳 DIP
    重量 8 g

    引脚描述

    1 IN 是 PH300 的模拟输入。此输入接受正信号。输入信号的驱动电压不应大于正模拟电源,或小于 -0.5 V。建议使用肖特基二极管输入保护。范围为 0 至(V+ – 1.5 V)。
    2 V(-5 V 至 -6 V)
    3 RCEXT 是允许连接外部保持电阻器和保持电容器的节点。使用内部保持组件时,RCEXT 保持不连接。
    4 HRES 是内部保持电阻的节点。
    5 HCAP 是内部保持电容的节点。此节点通常连接到 HRES 和 DSCHG。
    6 DSCHG 是电流发生器的一个节点,用于 PH300 保持电容的复位。斜坡复位电流由外部电流源或外部电阻器设置。当 PH300 处于保持模式时,此节点处于高阻抗状态。通常,此节点连接到 HAP 节点。
    7 ISET 是电流镜的一个节点,用于设置放电电流。此节点吸收正电流。放电电流是此节点处电流的两倍。在 ISET 和接地之间应连接一个外部电阻 R。在这种情况下,复位电流被设置为约 2*(V- + 0.6V)/(R + 500 欧姆)。Amptek 建议外部电阻器的最小值为 1k。注意!为了确保 PH300 跟踪模式正常运行,无论采用的是哪种使保持电容放电的复位方案(斜坡或转储),都必须设置复位电流。
    8 GND
    9 DUMP(低电平有效)是用于 PH300 快速复位的 TTL 兼容信号。此信号只能与斜坡信号一起使用。仅当RAMP激活时,DUMP信号才会被激活。此信号的低电平状态会导致放电电流峰值达到 20 mA,从而导致保持电容快速放电。DUMP信号的持续时间应尽可能短,因为高复位电流会大大增加 PH300 的功耗。固定持续时间 1 µs 通常足以完全复位内置保持电容。PKDT 信号可用作保持电容放电的标志,并可提供一个控制DUMP信号持续时间的功能。
    10 RAMP(低电平有效)是用于控制 PH300 线性放电的 TTL 兼容输入。当此信号为低电平时,DSCHG 节点会吸收用于复位保持电容的电流。由于复位电流是恒定的,PH300 的输出呈线性下降。
    11 GATE(高电平打开)是用于控制 PH300 线性门的 TTL 兼容逻辑输入。当门处于高电平状态时,线性门打开,PH300 的误差放大器可以检测输入信号。当门未激活时,误差放大器输入连接到接地。
    12 PKDT 是用于指示 PH300 状态的 TTL 输出。当此信号为低电平时,PH300 处于保持模式。
    13 Vd(+5 V)
    14 V+(+5 V 至 +12 V)
    15 当使用外部保持电容时,COMP 是 PH300 频率补偿的节点。在这种情况下,可以使用一个 20 到 100 欧姆的电阻来减少输出信号振荡。此电阻必须连接在 COMP 和 V+ 之间。使用内部保持电容时,COMP 必须连接到 V+
    16 OUT 是 PH300 的模拟输出。此输出具有接地短路保护或接地与正模拟电源之间的任何电压保护。警告!将此输出短路到任何负电压可能会损坏 PH300 电路。此输出可驱动高达 50 pf(典型值)的电容负载。对于较高的电容负载,请将一个 50 至 100 欧姆的电阻与输出串联。典型范围为 0 至(V+ – 1.5 V)。
  • 工作原理 +


    工作原理和功能图

    PH300 是一种峰值保持器件,设计用于跟踪模拟输入脉冲并将最大振幅保持为保持电容上的峰值电压。主要功能元件已在上述功能图中标出。输出缓冲放大器输入级中的创新型自举电路可最大程度地减少在较长峰值保持期间内发生的下降误差。IN 端子的输入通过由 TTL 兼容逻辑信号控制的线性门(门输入)进行门控。当门打开(门高电平)时,误差放大器会检测输入信号。当门关闭(门低电平)时,误差放大器的输入接地,输入信号对 PH300 的输出没有任何影响。

    在输入信号的上升时间内,保持电容通过充电二极管和保持电阻充电。对于 PH300,此工作模式称为充电模式。一旦输入达到 Vmax 并开始下降,器件就会进入保持模式。此状态可通过对保持电容进行放电来终止。一旦启用用于放电目的的电路时,PH300 将进入放电模式。放电模式的一个特殊情况是跟踪模式。以下是有关每种工作模式的详细信息。

    充电模式

    保持电容在输入信号的上升时间内充电。输入脉冲的上升时间可短至 250 ns。当 PH300 处于充电模式时,负反馈通过高阻抗输出缓冲器施加到放大器。在这种情况下,输出电压随输入信号变化,峰值探测器逻辑输出处于非活动状态。反馈电路在输入达到最大电平并开始下降后立即制动。然后 PH300 进入保持模式。

    保持模式

    在此模式下,充电二极管被施加反向偏压,保持电容上的电压保持为 Vmax。峰值探测器逻辑输出处于活动状态。连接到保持电容的组件的泄漏电流会使其放电。放电速率为 PH300 的下降率。

    放电模式

    通过启用 PH300 内的复位电路,可以对保持电容进行放电。有两种类型的复位可用。它们是:(i) 斜坡或线性复位和 (ii) 转储或快速复位。

    在斜坡放电模式下,保持电容通过恒定电流消耗放电,该电流消耗通过外部电阻或外部电流源实现。恒定电流放电会导致保持电压线性下降。此工作模式用于 Wilkinson 型模数转换器。

    在快速放电模式下,保持电容通过大电流消耗在短时间内放电。此工作模式的频率和持续时间决定了器件功耗的上限。

    跟踪模式

    在放电模式中,如果保持电容电压小于或等于放大器输入端的电压,则放大器的负反馈可能会被激活(并且峰值探测器逻辑输出也将相应地进入非活动状态)。因此,如果保持电容的放电速率高于输入信号的衰减率,则即使信号衰减,PH300 的输出也会随输入变化。此 PH300 工作模式称为跟踪模式。

    输入保护 – 小心

    PH300 的输入(引脚 1)在内部直接连接到 CD4066 四路双向开关的输入。Vdd 是此芯片的正电源,连接到 V+(+5 至 +12 V),即 PH300 的引脚 14,Vss 连接到 GND,即引脚 8。使用 PH300 时必须遵守 CD4066 的一般预防措施,以免损坏。这些预防措施包括将输入电压保持在(Vss – 0.5 V)和(Vdd + 0.5 V)范围内。

    尤其要注意的是,在通电或断电时,或当连接器在通电时配对或停止配对时,不要违反这些条件。

    输入保护可以通过将一个限流电阻(>200 欧)与输入串联或者通过在输入(引脚 1)和接地(引脚 8)之间连接一个二极管并将阳极接地来实现。

  • 应用指南 +


    应用指南

    图 1.PH300 典型接线图。

    图 1 显示了使用内部保持和复位组件的 PH300 的典型接线图。电路板设计应防止任何可能的泄漏电流路径进入 DSCHG、HCAP、HRES 和 RCEXT 节点。

    图 2.PH300 门功能。

    图 2 显示了线性门的应用。标记为 A、B、C 和 D 的四个脉冲被施加到 PH300 的输入。线性门对前三个脉冲打开,对最后一个脉冲 D 关闭。PH300 在脉冲之间不会放电。仅脉冲 A 和 C 的峰值会被检测到。脉冲 B 会通过线性门。但是,由于其振幅小于脉冲 A 的保持振幅,PH300 输出没有变化。脉冲 D 不会影响脉冲 C 的保持峰值电压,因为线性门关闭。

    图 3.时序图显示了 PH300 的斜坡复位。
    图 4.时序图显示了 PH300 的转储复位。

    图 3 和图 4 显示了保持电容器的斜坡和转储复位的 PH300 工作模式。线性门打开。工作模式以粗体字符表示,如下所示:

    C = 充电模式
    D = 放电模式
    H = 保持模式
    T = 跟踪模式

  • 机械 +


  • 文档 +