comparator
「comparator」の意味・「comparator」とは
「comparator」は、二つ以上のものを比較する装置やプログラムを指す英語の単語である。電子工学の領域では、電圧や電流などを比較するための電子部品としての「コンパレータ」を指すことが多い。また、プログラミングの文脈では、データを比較するための関数やアルゴリズムを指すこともある。「comparator」の発音・読み方
「comparator」の発音は、IPA表記では/kəmˈpærətər/となる。IPAのカタカナ読みでは「カムパラター」となる。日本人が発音するカタカナ英語では「コンパレーター」と読むことが一般的である。「comparator」の定義を英語で解説
A 'comparator' is a device or program that compares two or more things. In the field of electronics, it often refers to a component that compares voltages or currents. In the context of programming, it can also refer to a function or algorithm that compares data.「comparator」の類語
「comparator」の類語としては、「measurer」や「gauge」がある。これらの単語も、何かを測定する装置やプログラムを指す言葉である。ただし、「measurer」は一般的に物理的な大きさを測る装置を、「gauge」は特定のパラメータを測る装置を指すことが多い。「comparator」に関連する用語・表現
「comparator」に関連する用語としては、「compare」や「comparison」がある。「compare」は比較するという動作を、「comparison」は比較そのものを指す。また、「comparator circuit」は電子工学におけるコンパレータの回路を指す表現である。「comparator」の例文
1. The comparator is used to compare the voltage levels.（コンパレータは電圧レベルを比較するために使用される。）2. The comparator function in the program sorts the data.（プログラム内のコンパレータ関数はデータをソートする。）
3. The comparator circuit is designed to compare two input voltages.（コンパレータ回路は二つの入力電圧を比較するように設計されている。）
4. The comparator provides a binary output based on the comparison.（コンパレータは比較に基づいたバイナリ出力を提供する。）
5. The comparator is a key component in the control system.（コンパレータは制御システムの重要なコンポーネントである。）
6. The comparator algorithm is used to sort the array.（コンパレータアルゴリズムは配列をソートするために使用される。）
7. The comparator in the microcontroller compares the analog inputs.（マイクロコントローラのコンパレータはアナログ入力を比較する。）
8. The comparator output is used to drive the relay.（コンパレータの出力はリレーを駆動するために使用される。）
9. The comparator in the sorting algorithm compares the elements.（ソートアルゴリズムのコンパレータは要素を比較する。）
10. The comparator is used in the feedback loop of the amplifier.（コンパレータはアンプのフィードバックループで使用される。）
コンパレート機能
コンパレータ
【英】comparator
コンパレータとは、回路素子の一種で、二つの電圧の大きさを比較し、その比較の結果によって異なる値を出力する素子のことである。
コンパレータには二つの入力端子が備わっており、それぞれの入力端子にアナログ電圧を与えると、入力された電圧のどちらが大きいかによって出力の値が切り替わるようになっている。
コンパレータの原理や回路の構成は、OPアンプと同じである。負帰還をかけていないOPアンプであればコンパレータとして用いることができる。OPアンプの裸利得は非常に大きく、わずかな電圧の差でも出力電圧が正か負に飽和するため、コンパレータとして動作する。
コンパレータ
(comparator から転送)
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2019/11/29 14:56 UTC 版)
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電子工学における コンパレータ (comparator) とは、二つの電圧または電流を比較し、どちらが大きいかで出力が切り替わる素子である。より一般に、二つのデータを比較する装置にも使われる用語である。
次の図のような、モデル的なオペアンプに負帰還をかけていない状態として、コンパレータは説明できる。実用的には、オペアンプの設計においてこのような使われ方は想定されていないのが通常であるため、専用のICを使う[1]。
非反転入力 (V+) の電圧が反転入力 (V−) よりも高ければ、（オペアンプは高利得なので）出力は正の最大電圧に達する。非反転入力 (V+) が反転入力 (V-) よりも低くなれば、出力は負の最大電圧に達する。出力電圧は供給電圧で制限されるので、バランスの取れている正負電源（±VS）がオペアンプに供給されている場合は、次のような動作になる。
- Vout = VS sgn(V+ − V−)
ここで sgn(x) は符号関数である。一般的には、正負の供給電圧 VS の絶対値は異なっていることが多い。
- Vout <= VS+ when (V+ > V−) else VS− when (V+ < V−).
入力値を同じにするのは、実際には非常に難しい。入力が変化してから出力が変化するまでの速度（オペアンプではスルー・レートと呼ばれる）は、通常は 10ns から 100ns 程度だが、数十μs まで遅くなることもある。
専用の電圧コンパレータチップ、たとえば LM393 は、TTL や CMOS のデジタルロジックに直接接続できるように設計されている。出力は2値で、現実世界の信号をデジタル回路に接続するのにも使われる（A/Dコンバータを参照）。LM393 ではオープンコレクタ出力で実現している。反転入力が高いとき、コンパレータの出力は負電源に接続される。非反転入力が高いときは、出力は浮いている（グランドからはハイ・インピーダンス）。電源に 0 と +5V を供給してプルアップ抵抗を使うと出力は 0 か +5V となり、TTL と接続できる。
- Vout <= Vcc when (V+ > V−) else 0.
専用の電圧コンパレータは、汎用オペアンプをコンパレータとして使ったものよりも一般に高速である。また、正確な内部基準電圧や調整可能なヒステリシスなどの機能が付加されていることもある。
現実のコンパレータの入力が絶縁されていないことからわかるように、コンパレータを「差動（バイポーラ）入力とロジック（0/Vcc）出力を持つ素子である」と考えるのは間違っている。これは、電圧の差が出力に影響するだけでなく、それぞれの電圧が電源電圧の範囲を超えてはならないことを意味している（VS− ≤ V+,V− ≤ VS+）。TTL/CMOS 論理出力のコンパレータの場合は、負電圧の入力は許されない（0 ≤ V+,V− ≤ Vcc）。
ノイズの多い信号をしきい値と比較する場合、信号がしきい値をまたぐ時にコンパレータの状態が激しく変化することもある。これが望ましくなければ、シュミットトリガ状の特性を持つようにしたもの、すなわち、入出力にヒステリシスを持たせたヒステリシスコンパレータを構成することにより、きれいな出力信号を得られる。
注
- この記事は w:Federal Standard 1037C(en) に基づく。
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