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今、オペアンプが使用されている電化製品やシステムを探しています。どのようなところでオペアンプというのは使われているのでしょうか?また、オペアンプはそれぞれでどのような働きをしているのでしょうか?大ざっぱでわかりにくい質問だとは思いますが、宜しくお願い致します。

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A 回答 (2件)

貴方の身の回りにたくさん使われています。


たとえばパソコンのスピーカを駆動するICや、ハードディスクのヘッドの信号をデジタル信号に変換したりヘッドの位置決めなどやその他のところにたくさん使われいます。携帯やテレビ、マイコン内蔵電気釜にいたるまでアナログ量をデジタルに変換したりまたその逆を行うためにたくさん使われています。
昔のように単品のデバイスではありませんし技術革新で扱う信号の幅が色々ですがそのICの等価回路には必ずオペアンプ技術が見え隠れします、複合ICとしてまたマイコンなどに組み込みとして使われています。

参考URL:http://japan.maxim-ic.com/appnotes10.cfm/filter/ …
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この回答へのお礼

あちらこちらで使われているのですね!!大変参考になりました。有り難う御座いました。

お礼日時:2005/06/23 17:47

わりと、計測機器などに多く使われていると思います。


たとえば、二重積分型A-Dコンバータなどは積分回路とコンパレータに使われていて、デジタルマルチメータに使われているみたいです。
OPアンプは電圧の比較やフィルターや発信機
むかしは、アナログコンピュータに使われたり、

http://www2.nsknet.or.jp/~azuma/a/a0082.htm
アナログコンピュータについてのサイトです。

アナログのシンセサイザーにもつかわれていました。
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この回答へのお礼

迅速なの御回答に感謝しております!!大変参考になりました。有り難う御座いました。

お礼日時:2005/06/23 17:48

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Q電子回路が応用されている家電・機械

大学の調査課題で行き詰ったので質問させて頂きます。

帰還増幅器または発振回路または演算増幅器(オペアンプ)が応用されている身の回りの機械を調査し、その応用例でのそれぞれの回路(増幅器等)の役割を説明するという内容の課題です。

ラジオ・テレビ等いろいろあると思うのですが、自分は楽器に興味があるので、エフェクターなどの回路を調べようとネットでいろいろ検索したのですが、課題の趣旨をうまくついたサイトがひっかからず、悩んでいます↓↓

そこで、初心者でも分かりやすいサイトを知っている方がおられましたら、教えて頂きたいです。

できれば、エフェクターとかギターアンプの中身の回路についてのがいいですが(とっつきやすいので)、なければラジオ・テレビ等でもかまいません。

Aベストアンサー

オペアンプが利用されている理由はいろいろあるでしょうが、おそらく、今日本来の使い方(演算)をしている物は少ないでしょう。マイクミキサなどが(強引に言えば)加算器ということになるぐらい。
単に周辺部品を含めて安価にそこそこの特性の回路を手軽に作れるからではないかと。たとえば、ステレオ等オーディオ回路での電圧増幅は、専用ICよりも汎用オペアンプの方が手軽な事が多いです。

帰還回路については、帰還することで発振や制御をおこなう場合もありますが、オペアンプをまともな増幅素子として使うには帰還が必要という事になるのではないかと思います。(適当に帰還させれば、CMOSのゲートICでも増幅ですますよ。)オペアンプ自体は無帰還で使えるような物ではありませんが、利得や周波数特性など帰還によっても調節可能な用途の場合、オペアンプを使うと、全体としては安価にそこそこの性能の物が(比較的再現性良く)作れるので、帰還型の回路を使う例が多いのだと思います。

電子楽器とオペアンプの関係。
電子楽器は、電子的な波形の発生。つまり電圧の変化をあらわす関数を作ることです。関数の演算→演算増幅器の利用という図式です。オペアンプ使わなくても、シンセサイザは作れます。デジタルシンセは、DSPでデジタル的に加算、乗算の演算してしまいます。アナログでも、汎用のオペアンプではなく、別の方法で乗算などしていた(経済的な理由もある)物が多かったです。
主要な回路とオペアンプの関係では、エンベロープの生成=低電流回路、比較器、積分器、乗算器 あたりが、いちばんオペアンプらしいかと。VCFやVCOにオペアンプ使っているのは、特性の良い差動増幅器という意味でしょう。

エフェクタについては、
ディストーション系は、非線形回路が中心です。入出力段のバッファに汎用の増幅素子として使われていますが、主役では無いですね。
オーバードライブやノイズートは、増幅率の変化を生むのに乗算回路が使われている物がありますが、オペアンプをこの目的に使った例は見たことがありません。それほどの直線性が必要な訳では無いからでしょう。
フェーザーやトレモロなど、位相系のエフェクタは、オペアンプならではの回路ですね。フィルタの特性を変化させながら帰還すると、位相差で周波数特性が刻々変化する。トレモロには乗算回路使った物もありますね。
エコーやリバーブなどの遅延系は、遅延に使う素子の駆動や信号の拾い出し等に汎用の増幅素子として使われている程度ですね。

オーディオ機器では、
汎用の増幅素子として使われている事が多いでしょう。CDなどデジタルオーディオでは、フィルタを構成する差動増幅器として使われています。特殊な例では、昔のカセットテープ等に使われていたドルビー回路です。技術的には、絶対値回路、積分器、フィルタ、乗算器など含まれています。もっとも、製品レベルでは、オペアンプではなく専用のICが搭載されていました。

オペアンプが利用されている理由はいろいろあるでしょうが、おそらく、今日本来の使い方(演算)をしている物は少ないでしょう。マイクミキサなどが(強引に言えば)加算器ということになるぐらい。
単に周辺部品を含めて安価にそこそこの特性の回路を手軽に作れるからではないかと。たとえば、ステレオ等オーディオ回路での電圧増幅は、専用ICよりも汎用オペアンプの方が手軽な事が多いです。

帰還回路については、帰還することで発振や制御をおこなう場合もありますが、オペアンプをまともな増幅素子として使...続きを読む

Q反転増幅器の周波数特性

入力電圧V1=300mV、R1=10kΩ、Rf=100kΩの反転増幅回路で周波数を100Hzから200kHzまで徐々に変化させていくと、10kHz以降から位相差が生じて、出力電圧、利得が減少しはじめました。どうしてこんなことが起きるのでしょうか?その根拠がわかりません・・・
そしてなぜ10kHzから生じたのかという根拠もわかりません。
どなたかご回答の程よろしくお願いします。

Aベストアンサー

関連する質問を紹介しますので、この回答を参考にレポートを書いてください。

μPC741というオペアンプを使って反転増幅の周波数特性をG=0,10,20dBと3種類測定しました。
(1)3種類とも利得が-3dBになる高域遮断周波数が約40kHzになりました。理論値と比較したいのですが理論式の導出がわからない
(2)周波数をあげると生じる入出力の位相差の原因とその理論式(たぶんスルーレートが関係すると思うのですが)
(3)位相差と利得の低下にはどんな関係があるのか http://okwave.jp/qa3510524.html

基本的な反転増幅回路における周波数特性が右下がりになる理由を理論的に説明したいのですが、回路にコンデンサが使われていないので、カットオフ周波数が求められなくて困っています。オペアンプは751です。右下がりになる理由はカットオフとオペアンプの周波数特性によるものですよね? http://okwave.jp/qa3048059.html

非反転増幅、反転増幅の回路実験を行ったのですが、1kHzや100kHz を入力すると、約10倍の増幅が確認できたのに対し、1MHzを入力した場合、約1.2倍となりほとんど増幅が確認できませんでした。 これはなぜでしょうか http://okwave.jp/qa3055112.html

反転増幅回路と非反転増幅回路に周波数特性に違いがあるらしいのですがそれがどういった違いなのかわかりません。わかる方いらっしゃいましたら教えてください。 http://okwave.jp/qa4078817.html

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μPC741というオペアンプを使って反転増幅の周波数特性をG=0,10,20dBと3種類測定しました。
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Q3相インバータと単相インバータの違い

こんにちは。

3相200Vの電源RSTのRSだけ取って繋ぐと単相200Vと同じになると思うのですが?(勘違いしているのかもしれません。)インバータには3相インバータと単相インバータの違いがわかりません。別に、3相のインバータのRSだけ繋いだらいけない理由がわからないです。

ご存知の方、教えて下さい。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

・3相のうち2本だけを使えば、単相と同様になります。
ただ、そうするとインバータ3相のうち1相分が遊びますので、そのぶん設備としては無駄になります。

・三相では瞬時電力が一定になり、単相では瞬時電力は変動しています。このため、単相入力型のインバータでは、入力と出力の電力変動の違いを吸収するために直流に大容量のコンデンサが必要になります。(三相入力、単相出力なら、このコンデンサは無くても良い(三相から変動電力を取れるので)ですが)

・中性点電位の問題。単相200V入力の単相インバータでは、出力の中性点は、(平均的には)ほぼ入力の中性点電位(接地電位)になります。ところが、V相接地の系統で、三相入力-三相出力のインバータの2相を使うと、電圧中点は、接地電位とは異なる電位になります。つなぐ負荷によっては、これが問題になるかもしれません。

・三相インバータでは、三相平衡負荷を想定した保護機構(例えば、三相モータで一線が切れたらモータや変換器保護のためにインバータを止めるなど)を持っていることもあり、そういう機種では(保護機能を止めないと)単相運転は出来ないかと。

・3相のうち2本だけを使えば、単相と同様になります。
ただ、そうするとインバータ3相のうち1相分が遊びますので、そのぶん設備としては無駄になります。

・三相では瞬時電力が一定になり、単相では瞬時電力は変動しています。このため、単相入力型のインバータでは、入力と出力の電力変動の違いを吸収するために直流に大容量のコンデンサが必要になります。(三相入力、単相出力なら、このコンデンサは無くても良い(三相から変動電力を取れるので)ですが)

・中性点電位の問題。単相200V入力の単相イン...続きを読む

Qインバータとコンバータ

質問があります。
インバータの電力損失および、コンバータの電力損失
のそれぞれの発生原因がわかりません。
どのたか知ってる方がいたら教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

インバータ、コンバータにはいろいろな物があるのですが、
インバータ → 直流電圧を変えるもの
コンバータ → 電力用交流の周波数を変えるもの
として、回答します。

どちらも原理は似たようなもので、
一旦直流にして、次にその信号で発振回路を動作させて
その電圧を変換して出力する という動作になります。
インバータがDC-DCタイプなら、最後にACをDCにしますが。

さて、どこでロスがあるかというと、どの部分でもロスがあります。

たとえば、ACを直流に変換する過程ですが、
整流すると脈流になります。
脈流はDCとACの混ざったものですが、
DC分は次回路で使われますが、AC分は平滑コンデンサで
ショートしているような回路になっています。
実際はリアクタンスがあり、損失を作らずに充放電しているのですが、そこで
コンデンサに抵抗分があるとここで熱に変わってしまいます。

次に発振回路。
能率100%の発振回路は作れません。
電源電圧までスイングする方形波で、高調波もすべて有効利用できれば
作れるのですが、そんなことはありえません。
電源電圧までスイングするのは無理ですし
高調波は利用できないのが普通です。
(利用したら、出力波形が汚くなってしまう)
普通、ここの能率は78%が限界です(この数値ちょっと自信無しです)
(方形波をフーリエ変換して基本波成分を取り出してみてください)


そして電圧変換回路。
トランスにもロスがあります。
電気回路→磁気回路→電気回路 って、変換する過程で
ロスが出て、これが熱に変わります。

というわけで、総合能率が
70%あったら、すごく優秀なコンバータ/インバータです。

インバータ、コンバータにはいろいろな物があるのですが、
インバータ → 直流電圧を変えるもの
コンバータ → 電力用交流の周波数を変えるもの
として、回答します。

どちらも原理は似たようなもので、
一旦直流にして、次にその信号で発振回路を動作させて
その電圧を変換して出力する という動作になります。
インバータがDC-DCタイプなら、最後にACをDCにしますが。

さて、どこでロスがあるかというと、どの部分でもロスがあります。

たとえば、ACを直流に変換する過程ですが、
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Q電圧形インバータについて 電圧源電流制御形インバータ?

電圧形インバータで分からないことがあります。
交流駆動システムでは、電圧形インバータの交流出力電流をフィードバック制御することが多く、このシステムでは交流電動機の負荷が変動しても制御により交流電流が維持される。このようなインバータは、”電圧形インバータ”ではなく”電圧源電流制御形インバータ”という方が明確である。
とされてますがなぜ、このようなことが言えるのですか?

電圧源は、希望の電流を得るために、電圧を調整して電流を制御するってことですか?

Aベストアンサー

「電圧源電流制御形インバータ」という呼び方は余りしないような、、。
(電圧型はあくまでも回路形式で、電流制御をするかどうかは、その回路をどう制御する(どう使う)か、ですので)
モノとしては、電圧型PWMインバータの出力電流をセンサーで検出して、目標の電流(瞬時値)と一致するようにPWM制御を行なうタイプでしょう。
(ヒステリシスコンパレータ型瞬時電流制御方式あたりが代表的なタイプかな)

どんなものかをイメージするには、非常にキャリア周波数の高い電圧型PWMインバータを考えまてみるのが良いかと思います。
PWM電圧型インバータに、出力電流瞬時値を目標電流瞬時値に一致するよう、PWMの基準信号に高速のフィードバックをかけると、元のインバータ回路が電圧型インバータ(電圧源)なのにも拘らず、(フィードバックが有効に動作している周波数範囲では)等価的に電流源として動作します。

もちろん、上記のフィードバックが有効に作用する周波数範囲は、PWMのキャリア周波数より充分低い、という制約条件が有りますし、キャリア周波数付近ではインバータは電圧源として作用しています。

「電圧源電流制御形インバータ」という呼び方は余りしないような、、。
(電圧型はあくまでも回路形式で、電流制御をするかどうかは、その回路をどう制御する(どう使う)か、ですので)
モノとしては、電圧型PWMインバータの出力電流をセンサーで検出して、目標の電流(瞬時値)と一致するようにPWM制御を行なうタイプでしょう。
(ヒステリシスコンパレータ型瞬時電流制御方式あたりが代表的なタイプかな)

どんなものかをイメージするには、非常にキャリア周波数の高い電圧型PWMインバータを考えまてみるのが良...続きを読む

Q共振回路って何に使われてます??

れんちゃんで質問すみません。ふと共振回路について勉強して思ったのですが、共振回路は社会ではどういったとこに使われてます??直列と並列によって使われ方は違いますよね?何に使われてるか分かる方、暇なときご回答お願いします(>_<)

Aベストアンサー

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1998/00149/contents/065.htm
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00136/contents/0005.htm

無線機器(テレビやラジオも含めて)に使われる同調回路や発振回路は共振回路の応用です。たくさんの無線局や放送局を作れるのは同調回路のおかげです。これがないと、電波を周波数によって分離できませんから混信してしまいます。

Qノルロイシンって。

ロイシンの構造式はわかるんですが、ノルロイシンの構造式がわかりません。。
確かノルって直鎖ってことだったとは思うんですが、どんな風に書いたらいいか…。
どなたか教えてください。m(__)m

Aベストアンサー

構造式としては正しい書き方ではありませんが・・・(汗)

ノルロイシン:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)COOH

ロイシン:
CH3-CH-CH2-CH(NH2)COOH
    |
    CH3

Q太陽電池の並列接続と直列接続

タイトルのとおりです。
太陽電池の並列接続と直列接続の違いはどういうことですか?
もちろん接続法の違いは分かるのですがそれぞれ並列接続するとどうなるか、直列接続するとどうなるか教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

太陽電池1セルあたりの電圧は0.45V位です。
並列接続の場合、電圧0.45V、電流は面積に比例して流れます。
直列接続の場合、電圧は0.45V×直列段数、電流は単位セルの面積に比例して流れます。
通常は負荷となるものが数V以上必要(電子回路の場合は3V、5V等、鉛電池の場合は6V、12V等)なため、所望の電圧値になるように太陽電池を直列接続にして使います。
直列接続にした場合、そのうちの一つのセルが陰になった場合、太陽電池はまったく発電できません。例えば、一つのセルが葉っぱで半分しか光が当たらない場合は全体の出力も半分になってしまいます。
それに対して、並列接続の場合は陰になっている部分以外は出力できます。太陽電池面積の1割だけ光が当たらない場合は9割の出力が可能です。
ただし、出力電圧が0.45Vなので昇圧しないと使えません。そして電圧が低い分大きな電流が流れることになります。
昇圧するにしても昇圧回路までにたどり着くまでの損失は抵抗×電流^2になりますので、昇圧回路を太陽電池のすぐ近くに置く等の工夫が必要となります。また、普通の昇圧回路では効率が悪いため、マルチフェーズなど手の込んだものが必要となってきます。
回路のコストがかかっても、陰に対してのリスクを軽減する必要がある用途があれば使われる手法かもしれません。

太陽電池1セルあたりの電圧は0.45V位です。
並列接続の場合、電圧0.45V、電流は面積に比例して流れます。
直列接続の場合、電圧は0.45V×直列段数、電流は単位セルの面積に比例して流れます。
通常は負荷となるものが数V以上必要(電子回路の場合は3V、5V等、鉛電池の場合は6V、12V等)なため、所望の電圧値になるように太陽電池を直列接続にして使います。
直列接続にした場合、そのうちの一つのセルが陰になった場合、太陽電池はまったく発電できません。例えば、一つのセルが葉っぱで半分しか光が当たらな...続きを読む

Q運動量演算子とエルミート演算子

証明の仕方が全くわからないため質問させていただきます。

運動量演算子が-ihバー∂/∂xであるとき、-ihバー∂/∂xがエルミート演算子であることを示せ。

上述の問題を解いていただけたら幸いです。
できれば詳しく論述もお願いします。

Aベストアンサー

A =-i∂/∂x として、

<f|A†|g>=<g|A|f>*=<f|A|g>

となることことを証明すれば良い訳です。ただし、hバーは定数なので省きました。それ故、f(x)とg(x)はヒルベルト空間に属する任意の関数として、

(1) <f|A|g>= ∫dx f*(x)(-i∂/∂x)g(x)

一方、

(2) <g|A|f>*= [ ∫dx g*(x)(-i∂/∂x)f(x) ]*

ですから、(2)を変形して、それが(1)に等しいことが言えれば証明終わりです。この証明は部分積分をすれば出来ます。ただしその時、f(x)とg(x)がヒルベルト空間の要素であるという条件から、積分の境界でそれらがゼロになるという事実を使います。

以上。

Q中性付近でのアミノ酸イオン化について

アミノ酸はPH=7の中性付近ではイオン化できるところはすべてイオン化できると参考書に書かれていました。しかし、酸性アミノ酸のグルタミン酸は中性ですべてイオン化すればカルボキシル基とアミノ基による双性イオンともう一つのカルボキシ基がカルボキシレートイオンオキソニウムイオンを生じて、溶液が酸性になり、中性条件下ではなくなってしまします。しかし、アミノ酸は水溶液中でPHによってこのオキソニウムイオンと他のすべてイオン化しているグルタミン酸分子のカルボキシレートイオンにプロトン化して双イオン化すると考えればいいですか。
結局、中性で総イオン化して、順次このイオン化が進み、中性からすべて総イオンの酸性になるのではなく、酸性アミノ酸のグルタミン酸が総イオン化したら、順次双性イオンに変化していくと考えればいいのでしょうか。よく分かりません。宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

それは多分、

酸性基として -COOH
塩基性基として -NH2

のみを持つアミノ酸について云えると思います。その理由は一般に、

-COOH のpKa<<7
-NH3^+ のpKa>>7

だから、pH=7 では -COOH は -COO^- の状態。

-NH2 は -NH3^+ の状態にそれぞれイオン化しています。


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