最小絶対値選択回路 - inara1

2011/12/12 (Mon) 18:56

2つの入力信号を絶対値回路（U1とU2、U7とU8）に通し、その2つの絶対値信号の最
少値を選ぶ回路（U3とU9）を作ります。U3とU9のうち、最少でないほうのオペアン
プの出力は正の電源電圧（Vcc）近くにまで飽和し、最少のほうのオペアンプの出
力は最少値+0.6Vになります。したがって、オペアンプの出力電圧がVcc付近にある
かどうかを検出して、Vcc付近未満のほうのオペアンプの出力だけをアナログス
イッチ（U6とU12）で選択して、2つの入力信号の一方だけをU13を通して出力すれ
ば、絶対値が小さいほうの信号が出力されることになります。

オペアンプの出力電圧がVcc付近にあるかどうかを検出しているのが、U4とU10で、
非反転入力端子（＋）に、Vccより少し低い電圧で、入力信号の最大値よりも大き
い電圧Vref（Vcc=15Vのときは12V）を与えて、これとオペアンプの出力電圧とを比
較すると、オペアンプの出力電圧がVcc付近にまで大きくなったときだけ、U4また
はU10の出力が負電源電圧（Vee）に下がります（それ以外のときはVcc-1.5Vくらい
の電圧が出ている）。アナログスイッチ（CD4066B）のコントロール端子に、Veeよ
り5V以上高い電圧を加えると、スイッチが導通するので、オペアンプの出力電圧が
Vcc付近にまで大きくなったときはアナログスイッチがOFFで、オペアンプの出力電
圧がVref未満のときはアナログスイッチがONになります。このようにすれば、アナ
ログスイッチを通る信号は、常に絶対値が小さいほうの入力信号になります。

アナログスイッチの出力側の抵抗（R8とR9）は、何らかの原因で両方のアナログス
イッチがONになったときに、2つのオペアンプ（U5とU11）の出力が直接つながらな
いようにするためのものです（通常はどちらか一方のアナログスイッチしかONにな
りません）。アナログスイッチの入力信号はR8またはR9を通ってオペアンプ
（U13）に入力されますが、オペアンプの入力インピーダンスは非常に大きいの
で、直列に抵抗が入っても誤差はほとんど生じません（アナログスイッチのON抵抗
も数百Ωある）。