多くのウィンドウコンパレータの簡素化

私は8つのサーミスタを使用していますが、それぞれが温度ウィンドウ内にあることを確認する必要があります。それらはすべて同じウィンドウを持ち、どれが何個が有効範囲内にあるかは気にしません。それらすべてが（同じ）ウィンドウ内にあるかどうかを知る必要があります。これはハードウェアのみのソリューションであるため、ADC読み取りのソフトウェアシーケンスは問題外です。

現在、私の最善の解決策は、多数のコンパレータICを使用し、サーミスタごとに個別のウィンドウコンパレータを実装することです。ソリューションを最適化するために、それぞれにオープンドレイン出力を備えた複数のクワッドコンパレーターを使用して、それらをすべて接続することができます。それでも、本質的には同じ回路です。私が作成できるリファレンス/トリガー電圧は、バッファリングしてからすべてのコンパレータに供給します。

私は問題にコンパレーターの束を投げるだけで愚かだと思います。これ以上の方法がないかどうかはわかりませんが、私は主にボードスペースを最適化しようとしています。あなたが知っている創造的な方法はありますか？たとえば、すべてのサーミスタの最小/最大電圧を選択し、単一のウィンドウコンパレータを使用します（編集：2つのコンパレータofc）。これは、IMHOがより大きなソリューションをもたらすため、良い答えではありません。インスピレーションを得るためにこれについて言及します。

編集：私はソフトウェアベースのソリューションが最善であることを知っています。それが、誰もがそれを示唆するのを防ぐために、冒頭と前にそれを述べた理由です。問題がこのように定義されている理由は、これは安全回路であり、仕様ではソフトウェアモニターに加えてハードウェアのみのソリューションを実装する必要があるためです。したがって、ソフトウェアベースのソリューションはすでに存在しています。ハードウェアベースのソリューションを実装するための最良の方法を見つける必要があるだけです。

1つのサーミスタをコンパレータに接続する1つのウィンドウコンパレータ、3ビットカウンタ、および8：1アナログマルチプレクサ。

あなたが知る必要があるのはそれらがすべて大丈夫だということだけなら; これは3つのチップです。（74HC163、74HC4051、コンパレータ、それに555のようなものをクロックします）。

Andyが言うように、MUX（たとえば74HC4051）のオン抵抗はかなり低いので、各サーミスタは1つのアナログ入力に接続され、反対側の1本の抵抗が分圧器を提供します。サーミスタがすべてGNDに接続されている場合、抵抗は5Vになります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

仕様から外れたものを記録/表示する必要がある場合は、8個のLEDを駆動する3〜8ラインデコーダー（1つ以上のIC、74HC138）などの回路を追加します。有罪パーティーは順番に点滅します。

それ以上必要な場合は、MCUとソフトウェアを使用してください。

ブライアンのSW以外の答えが最良だと思いますが、これは純粋にアナログのソリューションです。本質的に最も高い電圧入力を（いくつかから）選択し、それを出力に入れる回路を使用します。最低電圧のための回路を同上。

精密整流器を考えてみましょう：-

正の範囲全体で入力電圧に追従する出力電圧を生成します。次に、次のような2つの入力がある場合に何が起こるかを考えます。-

V1とV2のどちらが最高でも、出力ラインを駆動するための戦いに勝利します。8つの入力に対してステップアンドリピートを行い、逆に接続されたダイオードで同じことを行うと、いくつかの異なる電圧源からの最高レベルと最低レベルを表す2つの出力電圧を生成するソリューションがあります。

私は100％ではありませんが、最低電圧のためにオペアンプを再利用できると思います。多分私はこれについて間違っていますか？

次に、両方のラインでコンパレータを使用して、8つのうちの1つが範囲外であるかどうかを判断します。

安全回路として使用するために多重化ソリューションを改善するための提案：マルチプレクサー入力の1つを、安全ウィンドウの外で既知の入力（または2つの入力、1つ下の入力）に事前設定します。マルチプレクサーで関連する入力が選択されたときに、コンパレーターからの「外部ウィンドウ」応答があることを確認します。

マルチプレクサーを駆動するのに最適な（同期が最良の）カウンターで、必要な解像度よりも1ビット多い（そして2倍の速度でクロックされる）カウンター：最下位カウンタービットは、トリガー信号として優れているため、コンパレーターの状態をエッジが安定するのに十分な時間が経過した後、エッジトリガーのDフリップフロップ-このトリガー信号は、カウンターの状態に応じてロジックによって異なるDフリップフロップに安全にゲートすることもできます（たとえば、各サーミスタに1つ、またはサーミスタに1つ、セルフに1つ） -上記で提案したテストチャネル）。

さらに安全にするために、回路全体を複製します。サーミスタと関連する入力は理論的にはまだ単一障害点ですが、ウィンドウコンパレータを使用しているという事実により、熱電対の完全な短絡または開放が誤ってOK（誤ってバイアス）として読み取られるのを防ぐ必要があります。

こちらが6 xウィンドウコンパレータIC、こちらがクワッドウィンドウコンパレータICです。
残念ながら8はありません。

旧式のLM339クワッドオープンドレインコンパレータ4つでニーズを満たすことができます。
これらは、
1.7mm x 1.7mm（パッドを含めて3mm x 3mm）QFN、
または6.4 x 5mm TSSOPで提供できます

データシートはこちら

また、上側および下側のウィンドウ基準電圧（3つの抵抗）と単一の出力プルアップも必要です。

U2 +は最大（入力）-ダイオードドロップになります。

U1-はmin（inputs）+ダイオードドロップになります。

R3,4,5はしきい値を設定します。いずれかの入力が低すぎる場合、U1はU1 +のしきい値を下回り、U1outは高になります。いずれかの入力が高すぎる場合、U2 +はしきい値を超えます。U2outがハイになります。

どちらかの条件が発生したときに実際に何をしたいのかわからないが、トランジスタ/ FET / SCRを駆動することが頭に浮かんだ。

ボードスペースを節約するためにウィンドウコンパレータICを購入できます。たとえば、TPS3700、LTC1042、LMV7231（16進数）、またはMAX969（4 進数）。

私は主にボードスペースを最適化しようとしています。

私は問題にコンパレーターの束を投げるだけで愚かだと思います。

明らかな解決策は、少なくとも8つのA / D入力を備えたマイクロコントローラーを使用することです。残りはファームウェアです。

遅いマイクロでも8つのサーミスタに対応できます。たとえば、ミリ秒未満で応答するシステムを簡単に作成できます。これは、サーミスタの応答時間よりもはるかに高速であるため、効果的に瞬間的に表示されます。

A / Dリードのシーケンシングは「問題外」であると言いますが、この任意の要件を正当化するものではありませんでした。小型のマイクロコントローラは、多数のコンパレータよりもボードスペースが少なくて済みます。ボードスペースを最適化することは、主にあなたが目指していることなので、これは真剣に検討する必要があるものです。