Comparator, Comparison Circuit   비교기, 비교 회로

(2020-09-24)

히스테리시스 이용 검출 회로

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  11. 샘플 홀드 회로

1. 비교기 (Comparator) 

  ① 디지털 비교기, 크기 비교기 (Magnitude Comparator)
     - 두 수의 크기 비교에 따라, 3 상태 값 중 하나(큰가:A > B,작은가:A < B,같은가:A = B)를
       출력하는 조합논리 회로

     - 회로 기호 : 

  ② 아날로그 비교기, 전압 비교기 (Voltage Compatrator)
     - 2개 전압의 크기를 비교하여, 준비된 2 상태 값 중 하나 만을 출력하는 회로
        . 2개 입력 전압이 크거나 작을 때, 두 상태값 중 하나가 출력되는 회로

     - 회로 기호 : 

     - 2개 입력을 비교하면서 (즉, 크거나 작거나를 판단함),
        . 판단 결과에 따른 출력 값은, 2 상태(High, Low) 중 하나를 출력 함
        . 이때문에, 아날로그와 디지털 회로 간의 인터페이스에 많이 쓰임 (例, ADC 등)


2. 아날로그 검출 회로 例)

  ㅇ 영 준위 검출 회로 (0 [V]) (Zero-crossing Detector, Zero-Level Detector)
     

     - Op Amp의 매우 큰 개방루프 전압이득 때문에,
        . 양의 입력 전압은 양의 포화 전압(+Vo(max))이 되고,
        . 음의 입력 전압은 음의 포화 전압(-Vo(max))이 됨

  ㅇ 특정 기준 준위 검출 회로 (VRef [V])
     히스테리시스 이용 검출 회로 (Comparator with Hysteresis)              ☞ 슈미트 트리거 참조
     - 용도 : 입력이 기준 준위 근처에서 변동될 때, 출력 상태가 불안정해지는 것을 방지
     - 착안 : 지나온 경로 마다 다름 (히스테리시스)
        . 통상, 큰 값에서 작은 값으로 변할 때 보다, 작은 값에서 큰 값으로 변할 때에,
        . 기준 레벨을 더 높게함 
     - 방법 : 출력으로부터 정귀환을 사용
        . 한편, 비교기에 부귀환을 사용하게 되면, 출력이 오히려 불안정해짐


3. 아날로그 비교기 주요 응용

  ㅇ 레벨 검출
     - 입력 전압이  어느 일정 레벨을 넘는 것을 감지할 때 주로 사용

  ㅇ 사인파구형파 변환 
     - 사인파 입력을 구형파로 만드는 구형파 발생 회로 (PWM, D급 증폭기 등)


4. 아날로그 비교기 IC

  ㅇ 일반 Op Amp에 의한 것 보다,
     - 두 출력 상태 간 비교 및 스위칭이 더 빠르고, 잡음에도 강하게 제작됨

     - IC 例) 311 비교기(LM311 single comparator), 339 비교기(LM339 quad comparator),
              393 비교기(LM393 dual differential comparator) 등


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