JPS6210917A - 差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路 - Google Patents

差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路

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JPS6210917A
JPS6210917A JP60149704A JP14970485A JPS6210917A JP S6210917 A JPS6210917 A JP S6210917A JP 60149704 A JP60149704 A JP 60149704A JP 14970485 A JP14970485 A JP 14970485A JP S6210917 A JPS6210917 A JP S6210917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
voltage
transistor
hysteresis
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60149704A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Meguro
目黒 洋
Juichi Yoneyama
米山 寿一
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、集積化に適し且つ安定したヒステリシス特性
をもたせるようにしだ差動増幅型ヒステリシスコンパレ
ータ回路に関する。
(発明の背景) 従来、抵抗と電流源とによってヒステリシス幅を決定す
る集積化に適した簡潔な回路構成をもつ差動増幅型ヒス
テリシスコンパレータ回路として、本願発明者等は第4
図に示す回路を提案している(特岬昭!59−673?
O号)。
第4図において、1は電源電圧V。0か印加される電源
端子、2はコモン端子、3は可変電圧源で示す信号電圧
Einが印加される反転入力端子、54は基準電圧Er
が印加される非反転入力端子、5は出力端子である。
トランジスタ01〜Q4及び電流源11(よ差動増幅器
を構成し、電流源I、2,1.3、トランジスタQ5.
Q6 (但し、Q5はダイオード接続されたトランジス
タ)、及び抵抗R2がヒステリシス幅を決定するための
回路を構成している。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このようなコンパレータ回路にあっては
、入力信号の電圧変化時間が長い場合、ヒステリシスが
完全に掛かるまでの時間内における入力信号の雑音やフ
ラ付き等により出力がチャタリングを起こし、出力が不
安定になるという問題があった。
この問題を第4図の回路について説明すると次のように
なる。
まず第4図のコンパレータ回路では、電流源■2.I3
の電流値i2.i3と抵抗R1の値との関係でヒステリ
シス特性を持たせており、例えば第2図の入出力特性図
のようなヒステリシス特性が設定されている。尚、第2
図は、横軸に入力電圧E1nと基準電圧Erを示し、縦
軸に出力段のトランジスタQ9のオン、オフを示してい
る。
いま入力電圧Finが基準電圧Erを上回るA点にあっ
たとすると、出力トランジスタQ9はオン状態におり、
抵抗R2を通し電源端子1より流れる電流により出力端
子5は数百mV以下の状態となっている。
そこで、信号電圧E1nをA点の電位から0点に反転す
る直前のB点まで変化させ、更に反転する0点まで変化
させたとき、B点から0点に出力トランジスタ09が反
転するあいだの各トランジスタの動作状態を考えてみる
、入力電圧EinがB点まで下がったとき、トランジス
タQ9は依然としてオン状態を保っており、出力トラン
ジスタQ9の前段に位置するトランジスタQ6.Q7は
オン、Q8はオフ状態を保っている。この状態で入力電
圧Einを若干減少させると、トランジスタQ9が反転
してヒステリシスか掛かった状態となるが、この回路に
あけるヒステリシスによる反転は、トランジスタQ6が
完全にオン又はオフした状態で定まるヒステリシス幅で
掛かるようになっており、1〜ランジスタQ6がオンか
らオフまたはオフからオンに変化する過渡状態では完全
にヒステリシスが掛かつていない。
即ち、トランジスタQ6が活性領域に入っている間は、
電流源■3の電流i3はトランジスタQ6とダイオード
Q5とに分流し、ヒステリシス幅を決定する抵抗R1に
流れる電流値の変化は小さく、出力を反転するヒステリ
シス幅までは至っていない。
このようにトランジスタQ6が活性領域にあれば、その
出力段に位置するトランジスタ07〜Q9も不安定な過
渡状態におかれる。従って、このような過渡状態で入力
信号Einがフラ付きを起こしたとすると、差動段から
の信号によりトランジスタQ6.Q7がオン、オフし、
これを受けて出力トランジスタQ9もオン、オフを起こ
し、出力にチャタリングが現われ安定なコンパレータ出
力が得られなくなるという問題があった。勿論、第2図
のD点からF点に反転するときも同様な問題があった。
(発明の目的) 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、入力端子に変動があっても一度ヒステリシス幅を
越えて出力が反転すると反転状態を保持してチャタリン
グを起こすことのない安定した出力を得ることのできる
コンパレータ回路を提供することを目的とする。
(発明の概要) この目的を達成するため本発明にあっては、直流的なヒ
ステリシス特性を設定するための抵抗に加えて、チャタ
リング防止用の容量を出力端子から非反転入力端子に帰
還接続するようにしたちの゛である。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示した回路図でおる。
まず構成を説明すると、トランジスタQl、Q2、Q4
、ダイオードQ3及び電流源11で差動増幅器を構成し
、トランジスタQ6、ダイオードQ5、抵抗R1及び電
流源I2.I3でヒステリシス特性を決定する回路を構
成している。
更に1は電源電圧Vccが印加される電源端子、2は接
地端子、3は可変電源で示す比較側の信号電圧Einが
印加される反転入力端子、4は基準側となる信号電圧E
r  (一定)が印加される非反転入力端子、5は出力
端子である。
このような回路構成は、第4図に示した従来例と同じで
あるが、これに加えて本発明では、出力トランジスタQ
9のコレクタと差動段を形成するトランジスタQ2のベ
ースとの間にチャタリング防止用の容量Cを接続してい
る。
この第1図に示したコンパレータ回路は、第2図に示す
ヒステリシス特性をもち、その直流的なヒステリシス幅
は、抵抗R1と電流源■3の電流i3との積(RlXi
 3)で与えられる。
次に第1図の実施例の動作を説明する。
まず第2図のA点に示すように非反転入力端子4に印加
している基準電圧Erより、反転入力端子3に印加して
いる信号電圧Einが充分に高い場合には、出力トラン
ジスタQ9がオン状態に保たれており、この時、容MC
にはトランジスタQ9のコレクタ電位V。o9とトラン
ジスタQ2のベース電位V BO2との差で与えられる
電圧V。1が充電されている。
VCl””VBQ2  VCQ9   °−(1)一方
、基準電圧Erに対し、信号電圧Finが充分に低い時
には、出力トランジスタQ9はオフ状態におり、この場
合、容量Cには電源電圧V。0とトランジスタQ2のベ
ース電位V BO2との差の電圧VC2が充電される。
vc2−vcc  VBQ2   °゛(2>そこで基
準電圧Erを一定とし、信号電圧Einを第3図のA点
からB点に下げ、更に0点に下げたとする。
信号電圧EinをA点からB点に下げる間は、出力トラ
ンジスタQ9がオン状態を保っており、容量Cには前記
第(1)式の電圧VC1が充電された状態となっている
。B点から0点への移行で出力トランジスタQ9が一瞬
でもオフしかかると、トランジスタQ9のコレクタ電位
は電源電圧V。0にむかって上昇する。この電圧変化は
、コンデンサCを通じて、トランジスタQ2のベースに
伝達され、Q2のベースが上昇する。Q2のベース電圧
が上昇すると、Q2のコレクタ電圧、即ちQ6及びQ7
のベース電圧が下降し、1〜ランジスタQ7のコレクタ
電圧が上昇する。即ち、トランジスタQ8のベースが上
昇するため、トランジスタQ8のコレクタ、即ちトラン
ジスタQ9のベース電圧が下降し、トランジスタQ9は
より強くオフになって、トランジスタQ9のコレクタ電
圧が更に上昇する。これが更にCを通じてトランジスタ
Q2のベースを上昇させるという正帰還作用となるため
、ヒステリシスが瞬時にかかることとなり、この状態で
信号電圧Einがフラ付いても差動段の出力によりトラ
ンジスタQ6.Q7がオンからオフ、また再びオフから
オンに変動する瑛象、即ちチャタリングは発生せず、ト
ランジスタQ6.Q7は完全なオフ状態に引込まれ、設
定したヒステリシス幅をもって出力トランジスタQ9を
オフ状態に保持することができる。
その後、容量Cの電位は、抵抗R1,R2及び容量Cで
定まる時定数に従って前記第(2)式(VO2−VCC
VBQ2 )で与えられる電圧VC2になるまで放電す
る。
尚、電圧V。2になるまでの放電時間はコンパレータ2
に入力する信号電圧Finの周波数より短くしなければ
ならないため、この信号周波数に応じて容量Cを小さな
値に定める。
一方、出力トランジスタQ9がオフからオンへ反転する
場合にも、出力トランジスタQ9のオン状態で容MOは
前記第(1)式の電位V。1がかかっており、この状態
でトランジスタQ9が一瞬でもオンしかかると、前述同
様の正帰還作用によって、トランジスタQ2の強烈なヒ
ステリシスがか−〇 − かり、出力トランジスタQ9はオン状態に反転し、この
反転状態を保つようになる。
第3図は本発明の他の実施例を示した回、路図であり、
市販されている差動増幅器を使用して本発明のコンパレ
ータ回路を実現したものでおる。
即ち、差動増幅器10の反転入力端子(=)に入力信号
を印加すると共に、非反転入力端子(+)に抵抗R1を
介して基準電圧Erを印加し、更に差動増幅器10の出
力から非反転入力端子(+)に抵抗R30を帰還接続し
、電流正帰還をかけることでヒステリシス特性を持たせ
る。更に加えて、差動増幅器10の出力端子から非反転
入力端子(十)にチャタリング防止用の容量Cを帰還接
続することで、第1図の実施例と同様なヒステリシス幅
付近で入力電圧Einがフラ付いても、出力が一瞬でも
反転すれば容量Cの電圧正帰還により、基準となる非反
転入力端子(+〉の電位を強烈なヒステリシスを起こす
方向にシフトし、信号電圧Einのフラ付きによる出力
のチャタリングを確実に防ぐことができる。
尚、上記の実施例にあっては基準電圧Erを一定値とし
て説明したが、基準電圧Erとしては信号電圧Einと
同様に時間的に変化する信号でおっても良く、例えば位
相比較器等も含むものである。
(発明の効果) 以上、説明してきたように本発明によれば、ヒステリシ
ス特性を設定する抵抗に加えて、チャタリング防止用の
容量を出力端子から非反転入力端子に正帰還接続するよ
うにしたため、出力が反転した時の容量による電圧帰還
で設定したヒステリシス幅に変化を与えることなく、信
号電圧のフラ付きに対し、安定したコンパレータ出力を
得ることができ、コンパレータ出力のチャタリングを確
実に防止することができる。
また、チャタリング防止用の容量はその値が小さいこと
から容易に集積化を図ることができる。
更に市販されているIC化された差動増幅器を使用して
チャタリング防止用の容量を外部接続することで、ヒス
テリシス幅を大きくとることができず、また入力信号の
フラ付きが大きい場合にも確実にコンパレータ出力のチ
ャタリングを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示した回路図、第2図は第
1図の実施例の入出力特性図、第3図は本発明の他の実
施例を示した回路図、第4図は先行例を示した回路図で
ある。 1:電源端子 2:コモン端子 3:反転入力端子 4:非反転入力端子 5:出力端子 10:差動増幅器 Ql、Q2.Q4.Q6〜Q9:トランジスタQ3.Q
5 :ダイオード ■1〜I5:電流源 R1,R2:抵抗 C:容量

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 反転入力端子と非反転入力端子を備える差動増幅回路を
    用いたヒステリシスコンパレータ回路に於いて、 出力端子と非反転入力端子の間にチャタリング防止用の
    容量を接続したことを特徴とする差動増幅型ヒステリシ
    スコンパレータ回路。
JP60149704A 1985-07-08 1985-07-08 差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路 Pending JPS6210917A (ja)

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JP60149704A JPS6210917A (ja) 1985-07-08 1985-07-08 差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP60149704A JPS6210917A (ja) 1985-07-08 1985-07-08 差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路

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JPS6210917A true JPS6210917A (ja) 1987-01-19

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ID=15480987

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JP60149704A Pending JPS6210917A (ja) 1985-07-08 1985-07-08 差動増幅型ヒステリシスコンパレ−タ回路

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JP (1) JPS6210917A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4926068A (en) * 1987-12-26 1990-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage comparator having hysteresis characteristics
US5140187A (en) * 1989-08-26 1992-08-18 Motorola, Inc. Regenerative comparators
KR100437760B1 (ko) * 2001-04-03 2004-06-26 엘지전자 주식회사 수광 소자의 안정화 회로

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4926068A (en) * 1987-12-26 1990-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage comparator having hysteresis characteristics
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