KR980012898A - Comparator with bi-directional hysteresis - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양방향 히스테리시스를 가진 비교기를 공개한다. 그 회로는 기준전압이 인가되는 네가티브 입력 단자를 가진 비교수단: 입력전압과 상기 비교수단의 포지티브 입력단자사이에 직렬 연결된 제1, 제2저항들: 전원전압과 상기 제1, 제2저항들의 공통점사이에 흐르는 제1전류원 ; 상기 제2저항과 상기 비교수단의 포지티브 입력단자의 공통점에 연결된 제2전류원 ; 및 상기 비교수단의 출력전압에 의해서 제어되고 제2전류원과 접지전압사이에 연결된 스위칭 수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 따라서, 하나의 비교기를 이용한 간단한 회로 구성을 가지며, 또한, 히스테리시스 전압의 가변이 용이하다.The present invention discloses a comparator with bidirectional hysteresis. The circuit comprises: comparison means having a negative input terminal to which a reference voltage is applied; first and second resistors connected in series between an input voltage and a positive input terminal of the comparison means: A first current source flowing between the first and second electrodes; A second current source connected to a common point between the second resistor and the positive input terminal of the comparison means; And switching means controlled by the output voltage of the comparing means and connected between the second current source and the ground voltage. Therefore, it has a simple circuit configuration using one comparator, and it is also easy to change the hysteresis voltage.
Description
도1은 종래의 양방향 히스테리시스를 가진 비교기의 블럭도이다,Figure 1 is a block diagram of a comparator with a conventional bidirectional hysteresis;
도2는 도1에 나타낸 블럭도의 동작 파형도이다,Fig. 2 is an operational waveform diagram of the block diagram shown in Fig. 1,
도3은 본 발명의 양방향 히스테리시스를 가진 비교기의 회로도이다,Figure 3 is a circuit diagram of a comparator with bidirectional hysteresis of the present invention;
도4는 도3에 나타낸 블럭도의 동작 파형도이다.4 is an operation waveform diagram of the block diagram shown in Fig.
[발명의 목적][Object of the invention]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술][TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION AND RELATED ART OF THE SAME]
본 발명은 비교기에 관한 것으로, 특히 양방향 히스테리시스를 가진 비교기에 관한 것이다.The present invention relates to a comparator, and more particularly to a comparator having bi-directional hysteresis.
종래의 히스테리시스(hysteresis)를 가진 비교기는 한 방향 스위칭 지점에서의 히스테리시스를 가졌다. 즉, "하이" 레벨에서 "로우" 레벨 또는 "로우" 레벨에서 "하이" 레벨로 천이하는 지점에서의 히스테리시스를 갖는 비교기였다. 이러한 종래의 비교기의 출력은 입력과 주기는 같으나 듀티(duty)는 달라지게 된다. 이 출력이 다른 블럭의 입력으로 사용될 때, 그 다른 블럭에서 한 방향 트리거(포지티브 엣지 트리거 또는 네거티브 엣지 트리거)만을 사용한다면 듀티가 50%가 아니어도 상환이 없다. 한 방향 트리거를 사용하는 ; 것은 주기만을 데이타로 사용하기 때문이다. 그러나, 양방향 엣지 트리거를 모두 사용해야 한다면 듀티가 아주 중요한 데이타가 된다.A comparator with conventional hysteresis has a hysteresis at one-way switching points. That is, it was a comparator having a hysteresis at the point of transition from the "high" level to the "low" level or the "low" level to the "high" level. The output of the conventional comparator has the same input and period but different duty. When this output is used as an input to another block, if only one directional trigger (positive edge trigger or negative edge trigger) is used in that other block, there is no redemption even if the duty is not 50%. Using one-way triggers; This is because the data is used only for the periodicity. However, if you have to use both bidirectional edge triggers, then the duty is very important.
그래서, 듀티를 입력의 듀티가 그대로 출력으로 전달되도록 하기 위해서는 양방향 트리거시에 모두 같은 크기의 히스테리시스를 만들어 주어야한다.So, in order to transfer the duty of the input to the output as it is, the hysteresis of the same size must be made in the bidirectional trigger.
도1는 종래의 양방향 히스테리시스를 가진 비교기의 볼럭도로서, 비교기들(10, 12), 및 NAND게이트들(14.16)로 구성되어 있다. 비교기(10)는 상위 레벨 비교기이고, 비교기(12)는 하위 레벨 비교기이다. 그리고, NAND게이트들(14, 16)은 데이타를 래치하여 출력하는 래치이다.FIG. 1 is a block diagram of a comparator with conventional bi-directional hysteresis, comprising comparators 10 and 12, and NAND gates 14.16. The comparator 10 is a high-level comparator, and the comparator 12 is a low-level comparator. The NAND gates 14 and 16 are latches for latching and outputting data.
도2는 도1에 나타낸 비교기의 동작 파형도로서, 입혁신호(Vin)가 상위 레벨 전압(Vhi)보다 큰 경우애는 ⓐ 지점에서 스위칭이 일어나서 비교기(10)의 출력 신호는 "하이" 레벨이 된다. 이 값은 ⓐ'지점에서도 비교기 (10)에 의해서 스위칭이 일어나야 하지만 래치(14, 16)에 의해서 출력(Vo)은 "하이" 레벨의 상태를 유지하 게 된다.2 is an operational waveform diagram of the comparator shown in Fig. 1. When the input signal Inn is higher than the high level voltage Vhi, the switching occurs at the point a and the output signal of the comparator 10 is at a high level . This value should be switched by the comparator 10 even at the point ⓐ, but the output Vo is maintained at the high level by the latches 14 and 16.
그리고, 입력신호(Vin)가 하위 레벨 전압(Vlo)보다 작은 경우에는 ⓑ지점에서 스위칭이 일어나서 비교기 (12)의 출력신호는 "로우" 레벨이 된다. 이 값은 ⓓ'지점에서도 비교기(12)에 의해서 스위칭이 일어나야 하지만 래치(14, 16)에 의해서 출력(Vo)은 "로우" 레벨을 유지하게 된다. 즉, 상위 레벨 비교기(10)은 ⓐ, ⓒ 지점에서만 스위칭이 일어나고. ⓐ', ⓒ'지점에서는 스위칭이 일어나지 않고 이전상태를 유지하게 된다. 그리고, 하위 레벨 비교기(12)는 ⓑ, ⓓ지점에서만 스위칭이 일어나고, ⓑ', ⓓ'지점에서는 스위칭이 일어나지 않고 이전상태를 유지하게 된다.When the input signal Vin is lower than the lower level voltage Vlo, the switching occurs at the point (b), and the output signal of the comparator 12 becomes the "low" level. This value should be switched by the comparator 12 at the point of d ', but the output Vo is kept at the "low" level by the latches 14, 16. That is, the high-level comparator 10 switches only at the points ⓐ and ⓒ. At ⓐ ', ⓒ' point, switching does not occur and the previous state is maintained. Then, the low-level comparator 12 performs the switching only at the points b and d, and the switching state does not occur at the points 'b' and 'd'.
이와같은 중래의 비교기는 비교기가 2개 필요하고, 히스테리시스의 가변이 용이하지 않다는 단점이 있었다.Such a comparator of the second embodiment requires two comparators and has a disadvantage that the hysteresis can not be easily varied.
[발명이 이루고자하는 기술적 과제][Technical Problem]
본 발명의 목적은 회로 구성이 간단하면서도 히스테리시스의 가변이 용이한 비교기를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a comparator in which the circuit configuration is simple and the hysteresis is easily variable.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비교기는 기준전압이 인가되는 네가티브 입력단자를 가진 비교 수단 ; 입력전압과 상기 비교수단의 포지티브 입력단자사이에 직렬 연결된 제1, 제2저항들 ; 전원전압과 상기 제1, 제2저항들의 공통점사이에 흐르는 제1전류원 ; 상기 제2저항과 상기 비교수단의 포지티브 입력단자의 공통점에 연결된 제2전류원 ; 및 상기 비교수단의 출력전압에 의해서 제어되고 제2전류원과 접지전압사이에 연결된 스위칭 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a comparator comprising: a comparator having a negative input terminal to which a reference voltage is applied; First and second resistors connected in series between an input voltage and a positive input terminal of the comparing means; A first current source flowing between a power supply voltage and a common point of the first and second resistors; A second current source connected to a common point between the second resistor and the positive input terminal of the comparison means; And switching means controlled by the output voltage of the comparing means and connected between the second current source and the ground voltage.
또한, 본 발명은 기준전압이 인가되는 네가티브 입력단자를 가진 비교수단 ; 및 상기 비교수단의 출력에 응답하여, 입력전압이 상기 기준전압 보다 낮은 레벨메서 높은 레벨로 상승하는 경우에는 상기 입력전압으로부터 소정 제 1 전압레벨을 감산한 전압을 상기 비교수단의 포지티브 입력단자에 공급하고, 상기 입력전압이 상기 기준전압 보다 높은 레벨에서 낮은 레벨로 하강하는 경우에는 상기 입력전압으로부터 소정 제 2 전압레벨을 감산한 전압을 상기 비교수단의 포지티브 입력단자에 공급하는 양방향 히스테리시스 입력수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention provides a semiconductor device comprising comparison means having a negative input terminal to which a reference voltage is applied; And a comparator for comparing a voltage obtained by subtracting the predetermined first voltage level from the input voltage to a positive input terminal of the comparing means when the input voltage rises to a level higher than the reference voltage, And bidirectional hysteresis input means for supplying a voltage obtained by subtracting a predetermined second voltage level from the input voltage to a positive input terminal of the comparison means when the input voltage falls from a level higher than the reference voltage to a low level .
[발명의 구성 밀 작용 ][Structure of the Invention]
첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 비교기를 설명하먼 다음과 같다.The comparator of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
도3은 본 발명의 양방향 히스테리시스를 가진 비교기의 회로도로서, 기준전압(Va)가 인가되는 네가티브 입력단자를 가진 비교기(20), 입력전압(Vin)과 비교기(20)의 포지티브 입력단자 사이에 직렬 연결된 저항들 (Rl, R2), 전원전압(Vcc)과 저항들(Rl, R2)의 공통점사이에 흐르는 정전류원(ll), 저항(R2)와 비교기(20)의 포지티브 입력단자의 공통점에 연결된 정전류원(I2), 및 비교기(20)의 출력(Vo)에 의해서 제어되고 정전류원(12)과 접지전압사이에 연결된 스위치(22)로 구성되어 있다.3 is a circuit diagram of a comparator having bidirectional hysteresis according to the present invention. The comparator 20 includes a comparator 20 having a negative input terminal to which a reference voltage Va is applied, a comparator 20 connected in series between the input voltage Vin and the positive input terminal of the comparator 20, The constant current source 11 flowing between the connected resistors R1 and R2 and the common point of the power supply voltage Vcc and the resistors R1 and R2 is connected to the common point of the resistor R2 and the positive input terminal of the comparator 20 A constant current source I2 and a switch 22 controlled by the output Vo of the comparator 20 and connected between the constant current source 12 and the ground voltage.
도4는 도3에 나타낸 비교기의 동작 파형도로서, 입력전압(Vin)이 "로우" 레벨(Vin Va)에서 "하이" 레벨(Vin〉Vb)로 진행할 때 스위치(22)는 오프된다. 따라서, 전류원(Il)의 전류는 모두 저항(Rl)으로 흐르게 된다. 이때. 비교기(20)의 포지티브 입력단자에 걸리는 전압(Vb)은 Va+I1*Rl이 된다. 따라서, 비교기(20)의Fig. 4 is an operational waveform diagram of the comparator shown in Fig. 3, in which the switch 22 is turned off when the input voltage Vin goes from the "low" level (Vin Va) to the "high" level (Vin> Vb). Therefore, all the current of the current source Il flows through the resistor Rl. At this time. The voltage Vb applied to the positive input terminal of the comparator 20 becomes Va + I1 * RI. Therefore,
기준전압은 Va에서 전압(Vb=Va+I1*Rl)으로 이동하여 Il*Rl만큼의 히스테리시스가 생긴다. 그리고, 비교기(20)의 출력전압(Vo)은 "하이" 레벨이 되고 스위치(22)는 온된다.The reference voltage is shifted from Va to the voltage (Vb = Va + I1 * Rl), resulting in a hysteresis of Il * Rl. Then, the output voltage Vo of the comparator 20 becomes the "high" level and the switch 22 is turned on.
만일 Il〉12, R2〉Rl이라 가정하면, 저항(R2)에는 전류(I2)의 전류가 흐르며, 저항(R1)에는 Il-l2의 전류가 흐른다. 그러므로, 노드(A)에 걸리는 전압(Vc=Va+Rl*(I1-I2)-R21*2)이 전압(Va)보다 작게된다. 즉, 노드(A)에 걸리는 전압(Vc)은 전압(Va)보다 작게 되도록 저항들(R1, R2) 및 정전류원(I1, 12)을 설계한다. 따라서, 입력전압(Vin)이 "하이" 레벨에서 "로우" 레벨로 진행할 때의 스위칭 지점은 전압(Va)보다 작은 값에서 생기게 되며 값(R2*I2-Rl(Il-f2))만큼의 히스테리시스가 생기게 된다.Assuming that Il > 12, R2 > Rl, a current of the current I2 flows through the resistor R2 and a current of Il-12 flows through the resistor R1. Therefore, the voltage (Vc = Va + Rl * (I1-I2) -R21 * 2) applied to the node A becomes smaller than the voltage Va. That is, the resistors R1 and R2 and the constant current sources I1 and 12 are designed such that the voltage Vc across the node A is smaller than the voltage Va. Therefore, the switching point when the input voltage Vin advances from the high level to the low level occurs at a value smaller than the voltage Va, and the hysteresis of the value R2 * I2-Rl (Il-f2) .
그런데, 50%의 듀티를 가진 출력 파형을 만들기 위해서는 양방향의 히스테리시스, 즉, 상측과 하측으로의 히스테리시스가 같아야 한다. 즉, 아래의 식(1)을 만족하여야 한다.However, in order to produce an output waveform having a duty of 50%, bidirectional hysteresis, that is, the hysteresis of the upper side and the lower side must be the same. That is, the following equation (1) must be satisfied.
Il *Rl=(I2*R2)-Rl(Il-l2)II * RI = (I2 * R2) -R1 (II-12)
=12 * R2-I1 * R1+I2 * R2= 12 * R2-I1 * R1 + I2 * R2
2Il*Rl=(R1+R2) *12 ‥‥‥(1)2Il * Rl = (R1 + R2) * 12 (1)
각각의 값을 정하기 위하여 저항이나 정전류원의 값 또는 비례관계를 가정한다. 만일 Il=2I2라 가정하면, 식(1)은 아래의 식(2)로 표현된다.Assume the value of a resistor or a constant current source or a proportional relationship to determine each value. Assuming that Il = 2I2, equation (1) is expressed by equation (2) below.
2Il * Rl=(R1+R2) * 0.5I12I1 * R1 = (R1 + R2) * 0.5I1
2Rl=0.5(R1+R2)2 R1 = 0.5 (R1 + R2)
R2=3Rl ‥‥‥(2)R2 = 3R1 (2)
즉, Il=2I2, R2=3Rl의 관계를 만족하면 입력전압(Vin)이 50%의 듀티를 가진 파헝일 경우에 70% 듀티의 출력전압(Vo)이 생기며 히스테리시스의 크기는 다음과 같다.That is, when the relationship of Il = 2I2 and R2 = 3Rl is satisfied, an output voltage Vo of 70% duty occurs when the input voltage Vin has a duty of 50%, and the magnitude of the hysteresis is as follows.
상측 히스테리시스는 Il*Rl으로 표현되고, 하측 히스테리시스는 아래의 식(3)으로 표현된다.The upper hysteresis is expressed by Il * Rl, and the lower hysteresis is expressed by the following equation (3).
12*R2-(Il-I2) * Rl=0.5I1 * R2-0.5I1 *Rl12 * R2- (II-I2) * R1 = 0.5I1 * R2-0.5I1 * R1
=0.5I1*(R2-Rl) ‥‥‥(3)= 0.5I1 * (R2-Rl) (3)
[발명의 효과][Effects of the Invention]
따라서, 본 발명의 비교기는 정전류원(Il, I2) 및 저항들(Rl, R2)의 값을 조정함으로써 히스테리시스 전압을 크게 혹은 작게 조절할 수 있다.Therefore, the comparator of the present invention can adjust the hysteresis voltage to be large or small by adjusting the values of the constant current sources Il and I2 and the resistors R1 and R2.
본 발명의 양방향 히스테리시스를 가진 비교기는 하나의 비교기를 이용한 간단한 회로 구성을 가진다.The comparator with bidirectional hysteresis of the present invention has a simple circuit configuration using one comparator.
또한, 히스테리시스 전압의 가변이 용이하다.It is also easy to vary the hysteresis voltage.
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960027669A KR980012898A (en) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Comparator with bi-directional hysteresis |
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KR1019960027669A KR980012898A (en) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Comparator with bi-directional hysteresis |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100873287B1 (en) * | 2002-02-26 | 2008-12-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Comparator with Hysteresis Characteristics |
-
1996
- 1996-07-09 KR KR1019960027669A patent/KR980012898A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100873287B1 (en) * | 2002-02-26 | 2008-12-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Comparator with Hysteresis Characteristics |
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