第6章 技 38 入力電圧の大小を比べて，判定結果を L/H 出力 で知らせてくれる 信号の大小を比べて高速判定！ 2 大基本コンパレータ回路（単電源） VCC（＋12V） R2 2 3 V1 R1 VR 2.2k C1 0.1μ 8 VCC（＋12V） PS＋端子 （VPS ＋＝5V） C2 10k 信号源 4Vpeak 判定 スピードの 測定法も プロの技！ コンパレータ回路 R3 R2 4.7k 10k 1 0.1μ C2 6 7 4 V2 信号源 4Vpeak R3 0.1μ 4.7k 8 5 IC1 4 PS＋端子 （VPS ＋＝5V） IC1 V2 V1 VR R1 C1 2.2k 0.1μ IC1：NJM2903（新日本無線） 基準電圧VR の求め方 VR ＝ ＝ IC1：NJM2903 R1 V ……… （1） R1＋R2 CC 式（1）より基準電圧VR ≒2.16V 2.2kΩ ×12≒2.16V 2.2kΩ＋10kΩ （a）反転型 （b）非反転型 （直流） と三角波を入力して応答を調べる 図 1 実験！ 基準電圧 基準電圧V R に対して入力電圧V 1 が高いのか低いのかを，論理レベルの H または L の 2 値信号で出力する ● 要点 コンパレータは比較器とも呼ばれ，二つの電圧を比 べてどちらが高いのか，あるいは低いのかを，論理レ ベルの H または L の 2 値信号で出力します． OP アンプと異なり，負帰還をかけないで使用しま す．OP アンプと特性を比較すると，一般にオフセッ ト電圧やバイアス電流などの直流特性は悪いですが， 動作スピードは非常に高速です．出力回路は，オープ ン・コレクタ（オープン・ドレイン含む）か，ロジック IC の出力と同等（TTL，CMOS など）です． 電圧［V］ 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 −0.5 0.5 入力V（1V/div） 1 出力V（2V/div） 2 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 時間［ms］ 図 2 実験！ 反転型コンパレータの応答波形 入力 V 1 が基準電圧 V R よりも低いときは出力 V 2 が H （＝ 5 V） ，入力 V 1 が基準電圧VR よりも高いときは出力V 2 が L （＝ 0 V）となる 112 して入力電圧 V 1 が高いのか低いのかだけを見る回路 です． 図 1 （a）が反転型で，図 1（b）が非反転型です． IC は，オープン・コレクタ出力のコンパレータが 2 個入った新日本無線の NJM2903 を使います．オリジ ナルは LM2903（テキサス・インスツルメンツ）で，同 社の LM393 も使えます．コンパレータが 4 個入った NJM2901 や，そのオリジナルである LM2901，LM399 も使えます．なお，未使用コンパレータは，反転入力 端子と非反転入力端子をグラウンドに接続します．電 源は，＋ 12 V の単電源とし，オープン・コレクタ出 力は＋ 5 V 電源から抵抗 R 3 ＝ 4.7 kΩでプル・アップ しています． 基準電圧 V ＝2.16V R 0.7 図 1 の基本コンパレータ回路は，基準電圧 V R に対 ● 実験 図 2 に，反転型コンパレータ回路の入出力特性を示 します．入力 V 1 は 4 Vpeak で 1 kHz の三角波です．基 準電圧 V R ＝ 2.16 V であり，入力 V 1 が基準電圧 V R よ りも低いときは出力V 2 が H （＝ 5 V），入力V 1 が基 準電圧V R よりも高いときは出力V 2 が L （＝ 0 V）と なっていて，理論どおりに動作していることがわかり ます． 図 3 に，非反転型コンパレータ回路の入出力特性を 2014 年 5 月号
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