外付け部品が少ない低コストのピーク検出器：Design Ideas 計測とテスト（2/2 ページ）

今回は、整流ダイオードが不要で、Texas Instrumentsの高速コンパレーター「TLC372」のオープンドレイン出力を活用した、外付け部品が少ない低コストの正側ピーク電圧検出器を紹介する。

[Anthony H Smith（Scitech），EDN Japan]

矩形波に対しても良好な結果

図3：500mVの400kHz正弦波入力電圧波形と、それに対する出力電圧波形 （クリックで拡大）

　図3はオシロスコープによる波形写真で、500mVピークの400kHz正弦波に対するこの回路の応答を示している。出力電圧は488mVで、入力電圧の正側ピーク値よりわずかに低いだけである。この回路は、良好な正弦波応答特性を示すのに加えて、デューティサイクルが最小5％までの矩形（くけい）波に対しても良好な結果を示している。

　注意すべき点は、IC_2Aの逆相入力の仮想接地が、V_OUTBを正電圧だけに制限していることである。従って、この回路は、真の正側ピーク、つまり、0Vよりも上に振れるピークに限って応答する。入力信号が0Vよりも完全に下の場合には、V_OUTBは単に0Vを保つことになる。

　この回路の動作にとって本質的ではないが、R₃、C₂、IC_2Bで形成される低域通過フィルターとバッファは、V_OUTBに現れるスイッチングノイズをも最小にできる。その一方で、オペアンプIC_2Bに固有のオフセット誤差がフィルターの出力電圧に影響を及ぼす。

正電源タイプ

　図4は、この回路の正電源タイプである。R_AとR_BはIC_2Aの正相入力の基準電圧V_REFを設定するもので、逆相入力の電位をV_REFに等しく保つようにしている。

図4：正側ピーク電圧検出器（正電源タイプ） （クリックで拡大）
基準電圧を抵抗R_AとR_Bによって設定する。

　V_INがV_OUTよりも大きくなると、コンパレーターの出力MOSFETがオンになり、出力が0Vになって、V_REFに等しい電位をR₁に印加する。そして、V_REF/R₁に等しい電流パルスをC₁に注入する。この回路はほとんどの点で、図1と同じように動作する。

　図1の正負電源タイプと同じように、V_OUTは、オペアンプの正相入力の電位より下になることはできない。このため、V_INの中心電位がV_REFに等しい必要はないものの、V_INの正側ピーク電圧はV_REFより高くなければならない。

　V_REFの値を選定するには、オペアンプIC_2AとコンパレーターIC₁の入力と出力同相モード電圧範囲、入力信号の最大振幅を調べる。正電源電圧＋V_Sを10Vに、R_A＝R_Bに設定すると、V_REF＝5Vとなる。このピーク電圧検出器は0Vから約8Vまでの入力に対応でき、5Vから8Vの正電圧ピークを検出する。R₁は、選んだV_REFで決まることに留意されたい。

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※本記事は、2008年7月29日にEDN Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。
「珠玉の電気回路200選」：EDN Japanの回路アイデア寄稿コラム「Design Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事から200本を厳選し、5つのカテゴリーに分けて収録した。