20080808
コンパレータのヒステリシスの計算式
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【20080804】質問
コンパレータのヒスの計算式を教えてください．
コンパレータのヒスの計算式を教えてください．
コンパレータは，大きく分けてオープン・コレクタ（ドレイン）出力とプッシュ・プル出力の２種類があります．
| オープン・コレクタ | プッシュ・プル |
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コンパレータ出力部の回路
前者オープン・コレクタ出力のタイプは，Loを出力するときSW_Lがオンになり低インピーダンスでLo電圧を出力します． Hi出力のときにはSW_Lがオフになり，ハイ・インピーダンス状態での出力になります． そのため出力電圧がコンパレータの出力回路側の要因では定まらず，外部回路によって決まります．
続いて後者プッシュ・プル出力は，Lo時SW_LがオンSW_Hがオフ，Hi時SW_LがオフSW_Hがオンとなり，いずれの出力も低インピーダンス になり，コンパレータの出力回路によって出力電圧が定まります．
このようにコンパレータ出力部の回路が異なりますので，両者の計算式は若干異なります．
 コンパレータ・ヒステリシス回路 |
 ヒステリシス特性 |
オープン・コレクタ
まず，出力がHiの状態のときから求めていきます．
out端はSW_Lがオフの状態ですので，コンパレータ(+)端子電圧はR1，R2の分圧によって求められます．
---(1)
つづいて，出力がLoの状態のとき，すなわちSW_Lがオンの状態です．このときのコンパレータ出力電圧をVoとします． テブナンの定理を使って， 上で求めた式(1)の状態（コンパレータ出力Hi）から，電源VoとR3の系を接続していきます．イメージとしては，下図のようです
ただし，パラメータ名は異なっているので注意してください．上図で言うR1はここでは，R1//R2です．これを求めると
---(2)
式(1)(2)からV1は，
---(3)
VoにはVout(Low)が代入されます．
out端はSW_Lがオフの状態ですので，コンパレータ(+)端子電圧はR1，R2の分圧によって求められます．
---(1)つづいて，出力がLoの状態のとき，すなわちSW_Lがオンの状態です．このときのコンパレータ出力電圧をVoとします． テブナンの定理を使って， 上で求めた式(1)の状態（コンパレータ出力Hi）から，電源VoとR3の系を接続していきます．イメージとしては，下図のようです
ただし，パラメータ名は異なっているので注意してください．上図で言うR1はここでは，R1//R2です．これを求めると
---(2)式(1)(2)からV1は，
---(3)VoにはVout(Low)が代入されます．
プッシュ・プル
続いてプッシュ・プルは，Hi出力，Lo出力ともにout端子のインピーダンスが低くく，出力電圧をVoと置いた系では，実質的に
オープン・コレクタ回路のLo時と同様です．そのため，V1,V2の電圧は(3)の計算式によって得られます．
Hi出力時には，Vo=Vout(Hi)
Lo出力時には，Vo=Vout(Lo)
としてください．
Hi出力時には，Vo=Vout(Hi)
Lo出力時には，Vo=Vout(Lo)
としてください．