JPH05299978A - コンパレータ - Google Patents

コンパレータ

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Publication number
JPH05299978A
JPH05299978A JP4099733A JP9973392A JPH05299978A JP H05299978 A JPH05299978 A JP H05299978A JP 4099733 A JP4099733 A JP 4099733A JP 9973392 A JP9973392 A JP 9973392A JP H05299978 A JPH05299978 A JP H05299978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
differential amplifier
amplifier circuit
input terminal
terminal
output terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP4099733A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsumasa Nakamura
村 三 昌 中
Hideaki Masuoka
岡 秀 昭 桝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05299978A publication Critical patent/JPH05299978A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力信号レベルを二つの閾値と比較するとい
うような複雑な処理を可能にするコンパレータを得る 【構成】 出力振幅の等しい差動増幅回路1および差動
増幅回路2と、これらの差動増幅回路よりも出力振幅の
小さい差動増幅回路3とを含み、差動増幅回路3の非反
転入力端子及び同相出力端子を差動増幅回路1の同相出
力端子に接続し、差動増幅回路3の反転入力端子及び逆
相出力端子を差動増幅回路2の同相出力端子に接続した
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ電圧を比較す
るコンパレータに係り、特に、入力電圧の変化に対して
出力電圧がヒステリシス特性をもって変化するコンパレ
ータに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の装置として図6に示すも
のがあった。これは、差動増幅回路1と、これよりも出
力振幅の小さい差動増幅回路3とで構成されている。こ
のうち、差動増幅回路1の非反転入力端子 (+)は入力端
子IN1 に、反転入力端子 (-)はもう一つの入力端子IN2
にそれぞれ接続され、さらに、差動増幅回路1の同相出
力端子が出力端子 OUT1 に、逆相出力端子がもう一つの
出力端子 OUT2 にそれぞれ接続されている。また、差動
増幅回路3の非反転入力端子及び同相出力端子が差動増
幅回路1の同相出力端子に接続され、この差動増幅回路
3の反転入力端子及び逆相出力端子が差動増幅回路1の
逆相出力端子に接続されている。
【0003】このコンパレータにおいて、相互に比較す
べき二つの信号を入力端子IN1 及びIN2 に印加したと
き、その大小に応じて所定のレベルの電圧が出力端子 O
UT1 から得られ、これと逆相の電圧が出力端子 OUT2 か
ら得られるものであるが、入力電圧の変化に対してヒス
テリシス特性をもって出力レベルが変化する。因みに、
入力端子IN2 に基準電圧を印加したまま、入力端子IN1
の印加電圧を基準電圧よりも低い値から基準電圧よりも
高い値に増大させたときには、基準電圧よりある一定の
オフセット量だけ高い電圧が入力されたときに出力端子
OUT1のレベルが「L」から「H」に変化し、逆に入力
端子IN1 の印加電圧を基準電圧よりも高い値から基準電
圧よりも低い値に減少させたときには、基準電圧よりあ
る一定のオフセット量だけ低い電圧が入力されたときに
出力端子 OUT1 のレベルが「H」から「L」に変化す
る。このオフセット量は差動増幅回路1、3の特性によ
って規定される量である。図7にその入力特性を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンパ
レータは、確かにヒステリシス特性をもってはいる。し
かし、出力レベルを反転させる閾値を任意に設定できる
ようにはなっておらず、例えば、入力信号レベルを二つ
の閾値と比較するという複雑な処理には不向きであり、
かかる処理に対しては他の信号処理回路を組み合わせな
ければならないという問題があった。
【0005】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、入力信号レベルを二つの閾値と比較す
るというような複雑な処理を可能にするコンパレータを
得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、出力振幅の等
しい第1及び第2の差動増幅回路と、これらの差動増幅
回路よりも出力振幅の小さい第3の差動増幅回路とを含
み、第3の差動増幅回路の非反転入力端子及び同相出力
端子を第1の差動増幅回路の同相出力端子に接続し、第
3の差動増幅回路の反転入力端子及び逆相出力端子を第
2の差動増幅回路の同相出力端子に接続したものであ
る。
【0007】ここで、第1及び第2の差動増幅回路の非
反転入力端子どうしを接続して入力端子とし、第1及び
第2の反転入力端子に、大きさが互いに異なる基準電圧
をそれぞれ印加するとよい。
【0008】また、第1の入力端子を第2の差動増幅回
路の反転入力端子に接続すると共に、入力信号レベルを
シフトして出力するレベルシフタを介して、第1の差動
増幅回路の非反転入力端子に接続し、かつ、第2の入力
端子を第1の差動増幅回路の反転入力端子に接続すると
共に、入力信号レベルをシフトして出力するレベルシフ
タを介して、第2の差動増幅回路の非反転入力端子に接
続するようにしてもよい。
【0009】
【作用】この発明においては、出力振幅の等しい第1及
び第2の差動増幅回路と、これらよりも出力振幅の小さ
い第3の差動増幅回路とを組合わせているため、第1及
び第2の差動増幅回路の入力端子を全て活用することが
でき、これによって、入力信号レベルを二つの閾値と比
較するというような複雑な処理が可能となる。
【0010】この場合、第1及び第2の差動増幅回路の
非反転入力端子どうしを接続して入力端子とし、第1及
び第2の反転入力端子に、大きさが互いに異なる基準電
圧をそれぞれ印加することにより、出力レベルを反転さ
せる閾値を直接設定することができる。
【0011】さらに、第1の入力端子を第2の差動増幅
回路の反転入力端子に接続すると共に、入力信号レベル
をシフトして出力するレベルシフタを介して、第1の差
動増幅回路の非反転入力端子に接続し、かつ、第2の入
力端子を第1の差動増幅回路の反転入力端子に接続する
と共に、入力信号レベルをシフトして出力するレベルシ
フタを介して、第2の差動増幅回路の非反転入力端子に
接続することにより、レベルシフタの調整という操作
で、出力レベルを反転させる閾値を任意に設定、変更す
ることができる。
【0012】
【実施例】以下、図面に示す実施例によって本発明を詳
細に説明する。図1はこの発明の一実施例の構成を示す
回路図であり、図中、図6と同一の符号を付したものは
それぞれ同一の要素を示している。
【0013】このコンパレータは、互いに出力振幅の等
しい差動増幅回路1及び2と、これよりも出力振幅の小
さい差動増幅回路3とを構成要素とし、差動増幅回路3
の非反転入力端子及び同相出力端子を差動増幅回路1の
出力端子に接続し、差動増幅回路3の反転入力端子及び
逆相出力端子を差動増幅回路2の出力端子に接続する一
方、差動増幅回路1の非反転入力端子を入力端子IN
1 に、反転入力端子を入力端子IN2 に、差動増幅回路2
の非反転入力端子を入力端子IN3 に、反転入力端子を入
力端子IN4 にそれぞれ接続し、差動増幅回路1の同相出
力端子を出力端子 OUT1 に、差動増幅回路2の同相出力
端子を出力端子 OUT2 にそれぞれ接続したものである。
【0014】図2は図1に示した実施例の詳細な構成を
示す回路図である。同図において、トランジスタQ1 ,
Q2 のエミッタが相互に接続されると共に、相互接続点
が定電流源I1 を介して接地ラインGND に接続されてお
り、トランジスタQ1 ,Q2のコレクタがそれぞれ負荷
抵抗RL を介して電源ラインVccに接続され、これらが
差動増幅回路1を構成している。そして、非反転入力端
子としてのトランジスタQ1 のベースが入力端子IN
1 に、反転入力端子としてのトランジスタQ2 のベース
が入力端子IN2 にそれぞれ接続され、さらに、同相出力
端子としてのトランジスタQ1 のコレクタが出力端子 O
UT1 に接続されている。
【0015】また、トランジスタQ3 ,Q4 のエミッタ
が相互に接続されるとともに、相互接続点が定電流源I
2 を介して接地ラインGND に接続されており、トランジ
スタQ3 ,Q4 のコレクタがそれぞれ負荷抵抗RL を介
して電源ラインVccに接続され、これらが差動増幅回路
2を構成している。そして、非反転入力端子としてのト
ランジスタQ3 のベースが入力端子IN3 に、反転入力端
子としてのトランジスタQ4 のベースが入力端子IN4 に
それぞれ接続され、さらに、同相出力端子としてのトラ
ンジスタQ4 のコレクタが出力端子 OUT2 に接続されて
いる。
【0016】さらに、もう一組のトランジスタQ5 ,Q
6 のエミッタが相互に接続されると共に、相互接続点が
定電流源I3 を介して接地ラインGND に接続されてお
り、これらが差動増幅回路3を構成している。そして、
非反転入力端子としてのトランジスタQ5 のベースと、
同相出力端子としてのトランジスタQ6 のコレクタとが
出力端子 OUT1 に接続され、反転入力端子としてのトラ
ンジスタQ6 ベースと、逆相出力端子としてのトランジ
スタQ5 のコレクタとが出力端子 OUT2 に接続されてい
る。ここで、定電流源I1 及びI2 の電流値を等しくす
ると共に、定電流源I3 の電流値はこれよりも小さくし
ている。
【0017】以上のように構成された本実施例のうち、
差動増幅回路内部の詳細な動作については、当業者であ
れば十分に理解できると思われるのでその説明を省略
し、ヒステリシス特性の閾値を設定した図3及び図5の
応用例を用いて全体的な動作を説明する。
【0018】図3は基準電圧VL を差動増幅回路2の反
転入力端子に、基準電圧VH を差動増幅回路1の反転入
力端子にそれぞれ加え、差動増幅回路1及び差動増幅回
路2の非反転入力端子どうしを接続してこれに入力信号
VINを印加するようにしたものである。
【0019】ここで、入力信号VINが基準電圧VL より
も低いとすれば、出力端子 OUT1 のレベルは「L」であ
り、この状態から入力信号VINが次第に増大して基準電
圧VL を超えたとしても、基準電圧VH を超えない限り
出力端子 OUT1 のレベルは「L」に保持される。そし
て、入力信号VINが基準電圧VH を超えると、差動増幅
回路1の回路状態が変化して出力端子 OUT1 のレベルが
「H」に反転する。
【0020】次に、入力信号VINが基準電圧VL よりも
低い状態から次第に増大して基準電圧VH よりも低くな
ったとしても、基準電圧VL よりも下がらなければ出力
端子OUT1 のレベルは「H」に保持され、基準電圧VL
よりも下がったときに差動増幅回路1の状態が変化して
出力端子 OUT1 のレベルが「L」に反転する。なお、出
力端子 OUT2 には出力端子 OUT1 に対して反転した信号
が得られる。
【0021】図4はこの関係を示したものであり、横軸
に入力信号VINを、縦軸に出力端子OUT1 の電圧Vout
をとったもので、それぞれ差動増幅回路1,2の反転入
力端子に印加した基準電圧VL 、VH を閾値としたヒス
テリシス特性が得られる。
【0022】しかして、図3に例示したように基準電圧
を印加することにより、出力レベルを反転させる閾値を
直接設定することができる。
【0023】図5は第1の入力端子IN1 を差動増幅回路
2の反転入力端子に接続すると共に、レベルシフタ4を
介して、差動増幅回路1の非反転入力端子に接続し、か
つ、第2の入力端子IN2 を差動増幅回路1の反転入力端
子に接続すると共に、レベルシフタ5を介して、差動増
幅回路2の非反転入力端子に接続したものである。
【0024】ここで、レベルシフタ4,5はそれぞれ入
力電圧を適宜シフトして出力するもので、例えば、レベ
ルシフタ4が前述の基準電圧VL 分だけ低い方にシフト
させ、レベルシフタ5が前述の基準電圧VH 分だけ低い
方にシフトさせるようにすると共に、入力端子IN2 を接
地電位に保持し、入力端子IN1 に入力信号VINを印加す
れば、図4に示したと全く同様なヒステリシス特性が得
られる。
【0025】従って、入力端子IN2 の電圧を接地電位以
外の電圧に保持すれば、この電圧に応じて図4の閾値を
平行移動させることができ、さらに、レベルシフタ4、
5の大きさを調整することによってヒステリシス特性の
閾値を任意に設定、変更することができる。
【0026】以上、本発明に係るコンパレータの動作
を、二つの応用例で説明したが、4個の入力端子に対し
てこれ以外の接続法を採用することにより、複雑な処理
にも応用できることが明らかである。
【0027】
【発明の効果】かくして、本発明によれば、第1及び第
2の差動増幅回路の入力端子を全て活用することがで
き、これによって、入力信号レベルを二つの閾値と比較
するというような複雑な処理が可能となる。
【0028】また、二つの差動増幅回路の非反転入力端
子どうしを接続して入力端子とし、反転入力端子に、大
きさが互いに異なる基準電圧をそれぞれ印加することに
より、出力レベルを反転させる閾値を直接設定すること
ができる。
【0029】さらに、差動増幅回路の非反転入力端子
を、それぞれレベルシフタを介して、互いに他の差動増
幅回路の反転入力端子に接続し、これらの反転入力端子
に異なる信号を加えることにより、レベルシフタの調整
という操作のみで、出力レベルを任意に設定、変更する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す回路図。
【図2】本発明の一実施例の具体的な構成を示す回路
図。
【図3】本発明の一実施例の応用例を示す回路図。
【図4】図3に示す応用例の動作を説明するためのヒス
テリシス特性図。
【図5】本発明の一実施例のもう一つの応用例を示す回
路図。
【図6】従来のコンパレータの構成を示す回路図。
【図7】従来のコンパレータの動作を説明するためのヒ
ステリシス特性図。
【符号の説明】
1,2,3 差動増幅回路 4,5 レベルシフタ IN1 〜IN4 入力端子 OUT1 , OUT2 出力端子 Q1 〜Q6 トランジスタ I1 〜I3 定電流源 RL 負荷抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力振幅の等しい第1及び第2の差動増幅
    回路と、これらの差動増幅回路よりも出力振幅の小さい
    第3の差動増幅回路とを含み、前記第3の差動増幅回路
    の非反転入力端子及び同相出力端子を前記第1の差動増
    幅回路の同相出力端子に接続し、前記第3の差動増幅回
    路の反転入力端子及び逆相出力端子を前記第2の差動増
    幅回路の同相出力端子に接続したことを特徴とするコン
    パレータ。
  2. 【請求項2】前記第1及び第2の差動増幅回路の非反転
    入力端子どうしを接続して入力端子とし、前記第1及び
    第2の反転入力端子に、大きさが互いに異なる基準電圧
    をそれぞれ印加することを特徴とする請求項1に記載の
    コンパレータ。
  3. 【請求項3】第1の入力端子を前記第2の差動増幅回路
    の反転入力端子に接続すると共に、入力信号レベルをシ
    フトして出力するレベルシフタを介して、前記第1の差
    動増幅回路の非反転入力端子に接続し、かつ、第2の入
    力端子を前記第1の差動増幅回路の反転入力端子に接続
    すると共に、入力信号レベルをシフトして出力するレベ
    ルシフタを介して、前記第2の差動増幅回路の非反転入
    力端子に接続したことを特徴とする請求項1に記載のコ
    ンパレータ。
JP4099733A 1992-04-20 1992-04-20 コンパレータ Pending JPH05299978A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009144813A1 (ja) 2008-05-30 2009-12-03 Dic株式会社 脱気用中空糸モジュールの製造方法
WO2020161379A1 (en) * 2019-02-04 2020-08-13 Partones Oy Artificial wood

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009144813A1 (ja) 2008-05-30 2009-12-03 Dic株式会社 脱気用中空糸モジュールの製造方法
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