日記/2015-12-15/ヒステリシスコンパレータ回路
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開始行:
* ヒステリシスコンパレータ回路 [#gcab1a2a]
ヒステリシスコンパレータ回路の実験をやってみました.
** コンパレータ [#s925fc7a]
コンパレータはオペアンプの仲間で,1つの素子に
- + 入力
- - 入力
- 出力
の3つの端子があります(もちろん電源端子もあります).
素子の動きは
- + 入力の電圧 > - 入力の電圧 のときは H を出力
- + 入力の電圧 < - 入力の電圧 のときは L を出力
となっています.
2つの入力電圧を「比較」(compare) してるわけです.
で,コンパレータの多くは,出力端子がオープンコレクタ(オ...
** ヒステリシス [#q15c6546]
コンパレータに対して,観測したい信号を単純に
- + 入力に信号
- - 入力をGND
と接続すると,GND の電圧 ( = 0V ) が閾値となって出力が変...
ヒステリシスコンパレータ回路の場合は,
- H 出力のときの閾値
- L 出力のときの閾値
が異なる電圧となっていて,入出力特性をグラフにすると,S ...
ディジタル回路では「シュミットトリガ」という信号入力があ...
** 回路 [#t0457780]
#ref(回路図.png,right,around,50%)
今回は右図のような回路で実験しました.
このコンパレータはオープンコレクタ出力なので,R3 でプルア...
R2 は帰還抵抗で,出力電圧を入力に帰還させるものです.
極性を見ると''正帰還''になってますね.
この正帰還がヒステリシス特性となる秘密です.
R1 も帰還回路の一部となっています.
シュミットトリガでも[[データシート>http://www.tij.co.jp/j...
#clear
** 特性 [#g82d484c]
シュミットトリガの場合,IC 内部で帰還回路が閉じているので...
というわけで,閾値電圧を計算してみます.
まず,コンパレータは
- + 入力・ - 入力はハイインピーダンス~
電圧を観測するだけで,つながれた回路には影響を与えない
- 出力は完全にオープン,または GND に接続.~
GND 〜 出力端子間にスイッチがあって,入力に応じて開いたり...
というモデルを考えます.
出力が H の場合は,Vcc -- R3 -- R2 -- R1 -- GND の回路で...
> Vcc × R1 / (R1 + R2 + R3 )
となります.
出力が L の場合は,R2 の出力側は GND に接続されるので,閾...
> 0
ですね.
実験した回路では
:Vcc|3.3V
:R1|10kΩ
:R2|510kΩ
:R3|10kΩ
としました.
閾値電圧は
:L→H|0V
:H→L|62mV
という計算になります.
** 実際に回路を組む [#o09bd2c1]
#ref(IMG_20151215_181412.jpg,right,around,10%)
回路はブレッドボード上に組みました.
ただ,今回使用したファンクションジェネレータのオフセット...
#clear
** 入出力を見る [#w927c416]
#ref(IMG_20151215_181619.jpg,right,around,10%)
入出力にオシロをつないで波形を見ると,こんな感じになりま...
H→L の閾値電圧と L→H の閾値電圧が違っているのがわかります.
閾値電圧の値も,まぁまぁ設計どおりになっているかな.
#clear
** R2 を外す [#odc26c89]
#ref(IMG_20151215_181737.jpg,right,around,10%)
で,さっきの回路から R2 を外して,正帰還がかからないよう...
単純なコンパレータの動作ということになります.
入力電圧にノイズが乗っているので,閾値電圧付近でノイズの...
#clear
終了行:
* ヒステリシスコンパレータ回路 [#gcab1a2a]
ヒステリシスコンパレータ回路の実験をやってみました.
** コンパレータ [#s925fc7a]
コンパレータはオペアンプの仲間で,1つの素子に
- + 入力
- - 入力
- 出力
の3つの端子があります(もちろん電源端子もあります).
素子の動きは
- + 入力の電圧 > - 入力の電圧 のときは H を出力
- + 入力の電圧 < - 入力の電圧 のときは L を出力
となっています.
2つの入力電圧を「比較」(compare) してるわけです.
で,コンパレータの多くは,出力端子がオープンコレクタ(オ...
** ヒステリシス [#q15c6546]
コンパレータに対して,観測したい信号を単純に
- + 入力に信号
- - 入力をGND
と接続すると,GND の電圧 ( = 0V ) が閾値となって出力が変...
ヒステリシスコンパレータ回路の場合は,
- H 出力のときの閾値
- L 出力のときの閾値
が異なる電圧となっていて,入出力特性をグラフにすると,S ...
ディジタル回路では「シュミットトリガ」という信号入力があ...
** 回路 [#t0457780]
#ref(回路図.png,right,around,50%)
今回は右図のような回路で実験しました.
このコンパレータはオープンコレクタ出力なので,R3 でプルア...
R2 は帰還抵抗で,出力電圧を入力に帰還させるものです.
極性を見ると''正帰還''になってますね.
この正帰還がヒステリシス特性となる秘密です.
R1 も帰還回路の一部となっています.
シュミットトリガでも[[データシート>http://www.tij.co.jp/j...
#clear
** 特性 [#g82d484c]
シュミットトリガの場合,IC 内部で帰還回路が閉じているので...
というわけで,閾値電圧を計算してみます.
まず,コンパレータは
- + 入力・ - 入力はハイインピーダンス~
電圧を観測するだけで,つながれた回路には影響を与えない
- 出力は完全にオープン,または GND に接続.~
GND 〜 出力端子間にスイッチがあって,入力に応じて開いたり...
というモデルを考えます.
出力が H の場合は,Vcc -- R3 -- R2 -- R1 -- GND の回路で...
> Vcc × R1 / (R1 + R2 + R3 )
となります.
出力が L の場合は,R2 の出力側は GND に接続されるので,閾...
> 0
ですね.
実験した回路では
:Vcc|3.3V
:R1|10kΩ
:R2|510kΩ
:R3|10kΩ
としました.
閾値電圧は
:L→H|0V
:H→L|62mV
という計算になります.
** 実際に回路を組む [#o09bd2c1]
#ref(IMG_20151215_181412.jpg,right,around,10%)
回路はブレッドボード上に組みました.
ただ,今回使用したファンクションジェネレータのオフセット...
#clear
** 入出力を見る [#w927c416]
#ref(IMG_20151215_181619.jpg,right,around,10%)
入出力にオシロをつないで波形を見ると,こんな感じになりま...
H→L の閾値電圧と L→H の閾値電圧が違っているのがわかります.
閾値電圧の値も,まぁまぁ設計どおりになっているかな.
#clear
** R2 を外す [#odc26c89]
#ref(IMG_20151215_181737.jpg,right,around,10%)
で,さっきの回路から R2 を外して,正帰還がかからないよう...
単純なコンパレータの動作ということになります.
入力電圧にノイズが乗っているので,閾値電圧付近でノイズの...
#clear
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