デジタル信号の電圧レベルについて

質問

下記のwikipediaに記載の内容で，電圧レベルを調べる方法として，Low電圧は 0～2V，High電圧は
3～5Vと閾値を設けることで判別していますが，次のような使い方は可能なのでしょうか？
電圧の異なる信号を識別したいと考えています。
ご教授お願い致します。

（1）Low電圧は 0～2V，High電圧1は4～6V，High電圧2は10～12Vと閾値を3つ設けて，
　　High電圧1（信号A）とHigh電圧2（信号B）を区別する。
（2）Low電圧，High電圧の2つの閾値しかない場合において，Low電圧の閾値をは3～6V，
　　High電圧の閾値を9～12Vとし，それ以外はNGまたは0Vとみなす。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E4%BF%A1%E5%8F%B7#.E3.83.AD.E3.82.B8.E3.83.83.E3.82.AF.E9.9B.BB.E5.9C.A7.E3.83.AC.E3.83.99.E3.83.AB

回答No.11

正親町（@Ohgimachi） · ベストアンサー

アナログのコンパレーター回路において

(1)Muti-Detector
(2)Window-Detector

という回路です。
ポピュラーなLM119などを使用すると良いでしょう。

製品設計の現場においてはマイコン制御が主流なので、
MCUに実装されているADコンバーターを使用した方が
コスト、スペース的に有利です。
したがって、このような回路を組むことはまずありません。

回答No.10

taunamlz

No.3です。
＞下記URLで比較結果のVoutは，具体的に何Vになるのでしょうか？
オープンコレクタ出力とかなので、プルアップで電圧を決めます。
もしかしたら出力電圧が固定のコンパレータもあるかもしれません。
データシートを熟読してください。

＞（１）Ａ－Ｄ変換と（２）コンパレータ回路ではどちらが安くできますか？
コンパレーターです。
AD変換は回路的にも大変ですよ。

回答No.9

mimazoku_2

単純にＡ－Ｄ変換して、Ｄの出力信号をＣＰＵで、プログラム処理ではダメなの？

この方法だと、思いの場所にしきい値を設定できるよ。

あと、「１２ｖ」という表現が出てきたので、シリアル通信ならば、１２ｖを使うから、その辺も組み合わせれば良いのでは？

補足

他の方のご回答にありますが，
（１）Ａ－Ｄ変換と（２）コンパレータ回路ではどちらが安くできますか？

回答No.8

k_kota

しきい値の用法が間違っているのは他の方の言ったとおり。

ざっくり言うと多値論理ですかね。そう言うものはありますけど、そう言った場合はhi,lowでは表さないです。

別に何をどのように定義してどう使うかは自由です。
ただ、デジタル信号処理ではなく、アナログ電子回路の範疇な気がします。

回答No.7

noname#159916

ちょっと「閾値」の使い方が変です。閾値は、「境となる値」です。

＞次のような使い方は可能なのでしょうか？

普通のデジタル信号は２値ですが、３値(や、それ以上)という事ですね。
(1)は可能です。

ダイナミックに変化する信号ではありませんが、
・既存のLSI で、設定pinを増やせないために与える電圧の種類を４値とし、
　４種類の意味付けがされたものが実在します。
・また、不揮発メモリで、記憶する電圧の種類を４種類として(つまり４値)、
　1セルで 2bit の情報を記憶するものがあります。

ダイナミックに変化する場合は以下の点をクリアしないと使いにくいです。
・例えば信号が低い電圧→高い電圧に変化する際、途中に存在する中間の電圧が
　信号なのか違うのか、をどう区別するか。

(2)意味がわかりません。

尚、デジタルは２値しかないわけではありません。

回答No.6

FT56F001

現行のディジタル回路では，0と1の二値しかとらずに，
3つの状態を扱うならbit数を増やす考え方が主流です。

しかし，離散的な値をとる回路はディジタル回路ですから，
二値に限られることはなく，
三値論理をとるディジタル回路も，原理的には可能です。

ただし，ノイズ対策や回路の複雑化に対してメリットが出るかどうかは別です。

回答No.5

Gletscher

デジタル信号の意味をご存じないと思われます。
デジタル信号とは、アナログ信号という言葉に対して、信号に電圧レベルという概念がなく、信号があるか無いかの1/0で表すものです。
従って、電圧を判別しなければならないという考え方自体がデジタルではなくアナログの考え方です。
デジタルでは、先に言ったように、信号があるか（1か）無しか（0か）なので、その判別の閾値としてTTLレベルやCMOSレベルというものがあります。

回答No.4

Cupper-2

綺麗な矩形波なら問題はありませんが、実際にはエッジが立ったり鈍ったりして
理論通りの信号にならない事があります。

また、コンパレータが若干面倒になるので配線が長くなり
信号の遅延が無視できなくなることもあります。
（ノイズを拾いやすくもなる）

他にも問題は山積していますが、

　　　できないことはありません。

使用する部品や回路設計次第ですので、いろいろ試してみてはいかがでしょう。

つーか、自分なら±5Vの信号で、-5V、0V、+5V の３値をとるような設計にするかな。
そのほうがノイズ対策がやりやすいし、コンパレータを極性に対してシンメトリーに
配置するだけで何とかなりそうだし…。

補足

コンパレータについて教えてください。
下記URLで比較結果のVoutは，具体的に何Vになるのでしょうか？
Vinのいずれかの電圧でしょうか？
http://www.geocities.jp/a_story_of_circuits/html/advanced_exp/1_11_comp_basic.html

回答No.3

taunamlz

（１）
回路を工夫すれば可能です。
工夫の方法その１、入力を２つ使用する。
その場合、電圧１の入力が上限電圧を超えると思いますので、回路を工夫する必要があります。

工夫の方法その２、AD変換する。

工夫の方法その３、コンパレータを使う。

（２）
何がしたいのかよく分かりません。
スレッショルド電圧を自由に設定したいと言う事でしょうか？

補足

コンパレータについて教えてください。
下記URLで比較結果のVoutは，具体的に何Vになるのでしょうか？
Vinのいずれかの電圧でしょうか？
http://www.geocities.jp/a_story_of_circuits/html/advanced_exp/1_11_comp_basic.html

回答No.2

TooManyBugs

可能ですがデジタル信号の本質(有るか無いかの２態)からははずれます。
単に電圧を測って条件分けしているに過ぎません。

回答No.1

strain1217

ロジック回路の理論を理解できていれば簡単とも言えるものです

具体的にいえばコンパレータと言うＩＣが有ります
この入力レベルを、コントロールできれば良いのですが、（これも簡単なことです）、他にも方法は有ると思いますが、初めから説明するには大きな負担になるので　どなたかに説明をお願いするか
勉強をお勧めいたします
デジタル回路の入門書は多く出版されています

補足

コンパレータについて教えてください。
下記URLで比較結果のVoutは，具体的に何Vになるのでしょうか？
Vinのいずれかの電圧でしょうか？
http://www.geocities.jp/a_story_of_circuits/html/advanced_exp/1_11_comp_basic.html