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2017年3月1日

高EMI除去比ゼロドリフトアンプ：厳しいEMI環境でも高精度を提供

無線機能の搭載が増え、回路設計での電磁干渉（EMI）対策がますます大きな課題になっています。そこで、回路設計の一助となる優れたEMI除去機能を内蔵したMicrochip社のゼロドリフトオペアンプを紹介しましょう。

[PR／EDN Japan] PC用表示

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　Microchip社はアンプ、コンパレータ、プログラマブルゲインアンプ（PGA）を含むリニア製品を幅広く提供しています。これらの製品は小型かつ低消費電力を特長とし、産業／医療／コンシューマ／車載分野の幅広いアプリケーションに最適にお使いいただけます。

オペアンプ

　低消費電力で高精度のMicrochip社製オペアンプ製品ファミリは幅広いアプリケーションにお使いいただけます。

豊富にそろった汎用および高精度アンプ
補正係数保存用EPROM、ゼロドリフト、mCalテクノロジを備えた高精度アンプ
消費電流を450nAまで低減（MCP644x）
チップセレクト機能によるさらなる省電力化（一部のファミリのみ）
最低1.4Vの動作電圧
オフセット電圧を2μVまで低減（MCP6V0x）
小型パッケージ（SC-70、TDFN、SOT-23）の1回路入りオペアンプ
ほとんどのファミリはレールツーレール入力/出力を備え、ユニティゲインで安定に動作

Design Corner：ウィンドウ式コンパレータと通常型コンパレータの比較

　回路設計者ならコンパレータ回路のことはよくご存じでしょう。しかし、特殊なコンパレータであるウィンドウ式コンパレータについてはご存じでしょうか。この記事では、ウィンドウ式コンパレータが通常型コンパレータとどのように異なるのか説明します。

　まず通常型コンパレータから説明します。オペアンプと同様、通常型コンパレータは2つの入力（反転入力、非反転入力）と1つの出力を備えています。

図1：通常型コンパレータ

　オペアンプは負帰還をかけて使うように設計されていますが、コンパレータは開ループで動作するよう設計されており、速度とスルーレートが優れています。オペアンプをコンパレータとして使うことはできますが、出力速度に対して消費電流が大きいため、通常型コンパレータを使うべきです。

図2：オペアンプ

　その名が示す通り、コンパレータ（comparator）は2つの入力ピンに印加された電圧を比較（compare）します。アクティブHIGH出力のデバイスは、非反転入力電圧が反転入力電圧よりも高い場合にHIGHを出力し（図3参照）、非反転入力電圧が反転入力電圧より低い場合にLOWを出力します（図4参照）。

左＝図3：非反転入力電圧＞反転入力電圧 ／右＝図4：非反転入力電圧＜反転入力電圧

　コンパレータはしばしば参照電圧（Vref）との比較用に使うため、Vrefを内蔵したコンパレータが一般的です。通常型コンパレータの内蔵Vrefは、コンパレータの反転入力ピンに内部で接続されている場合と、ハードウェアピンに接続されている場合があります。後者の場合、Vrefを調整することやVrefをシステム内の各所で使うことができるため、柔軟性に優れます。

左＝図5：VREFを内部接続したコンパレータ ／右＝図6：VREFピンを備えたコンパレータ

　通常型コンパレータは、入力電圧が参照電圧より高いか低いか判定するには便利です。一方ウィンドウ式コンパレータは、入力電圧が一定のレンジ内にあるかどうか判定するために使います。図7にウィンドウ式コンパレータのブロック図を示します。

図7：ウィンドウ式コンパレータ

　ウィンドウ式コンパレータは一般的にモノリシックICですが、1つの参照電圧を共有する2つのコンパレータのように機能します。ウィンドウ式コンパレータには上下しきい値電圧を入力します。これらの電圧は外付け抵抗を使って設定します（下図参照）。

　アクティブHigh出力型コンパレータの場合、Vinが上下しきい値電圧の間にあれば出力はHigh、なければ出力はLowです。ウィンドウ式コンパレータは一般的にバッテリの監視/充電、水位センサ、自動試験機器、産業用アラームなどで使います。

図8：外付け抵抗を使ったしきい値電圧の設定

　電圧または電流が決められたレンジ内に収まるよう監視する必要がある場合、そのような用途のために設計されたMIC841などのウィンドウ式コンパレータをご検討ください。

ビデオシリーズ

　ADC AspectsはA-Dコンバータに関するビデオシリーズです。ここをクリックすると、最初の2エピソードがご覧になれます。新しいエピソードが追加された時に通知が届くよう、Microchip社のYouTubeチャンネルをご登録ください。

参考資料

　その他、参考資料は下記Webサイトからダウンロードしてください。

Microchip社のリニア製品とソリューション

設計の性能向上、コスト削減、バッテリ長寿命化のために

　無線接続の普及により、電磁干渉（EMI）対策が回路設計における大きな課題となっています。EMIが生じさせる問題として、DC誤差の増加による信号劣化、消費電流の増加、出力における不要トーンの発生などが挙げられます。回路／基板を適切に設計した上でEMIの除去機能を内蔵したMicrochip社のゼロドリフトアンプを使うと、追加外付け部品が不要となりシステムコストの削減、基板面積の削減を図ることができます。

　設計の性能向上、コスト削減、バッテリ長寿命化のためにMicrochip社のゼロドリフトアンプをぜひご活用ください。

　なお、より詳しい情報をお求めの方は、こちらのWebサイトをご参照ください。