差動増幅器を用いてアナログ伝送における雑音を低減する方法を教えてください。

A 回答 (2件)

前の方の補足になりますが次のように考えれば理解できると思います。



前提として複数の信号をまとめて伝送する場合その伝送路に雑音が入ると、すべての信号に同じ雑音が付加されると考えてください。

伝送における雑音の低減法ですが
まず信号の出力側で信号をそのままのものと反転したものの2種類を同時に出力します。
つまり出力信号は元の信号をAとすると反転したものは-Aとなります。(ここでいう反転とは交流的に-1倍するということです)
この信号をまとめて伝送するとします。
伝送路内において雑音nが付加されると前提より伝送された各信号線の出力はA+nおよび-A+nとなります。

この二つの信号を受け側で作動増幅器を用いて減算すると
(A+n)-(-A+n)=2A
となりますね。
つまり伝送路において付加された雑音をキャンセルすることができるわけです。

ただしCMRR(同相除去比)の悪いアンプを用いて減算を行っても期待する結果は得られませんので、使用する部品などを十分に選定する必要があると思います。

アナログ伝送でこの方法を使っている例として音響機器のバランス信号があります。
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差動アンプを使う場合のメリットは、ツイストペアの信号になると言う事ですね。



つまり片方にノイズが載っても、もう片方にも同じ様にノイズが乗るので、差は変わらないと言う原理です。

アナログで使ってる機器を思い出せないですが、10BASE-5(100BASE-5)のLANやRS-422等がデジタルでその方法を使ってますね。
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QスペクトルからS/N比を求める方法

いつもお世話になります。信号処理・品質工学・統計処理に関して素人です。

圧電素子を用いて心拍を検出しており、そのスペクトルからS/N比を算出したいと思っております。
すなわち、心拍測定時の圧電素子からの電圧信号をフーリエ変換して得たスペクトルと、
無負荷時の信号を同様にして得たスペクトルから求めたいと思っておりますが、
ピーク強度の比で求めればよいのか、面積の比で求めればよいのか、悩んでおります。

ピーク強度で比較した例(1):下記リンク先 5ページ目下方
http://www.tij.co.jp/jp/lit/an/jaja016/jaja016.pdf

ピーク強度で比較した例(2):下記リンク先 中断付近「S/N比」の節
http://www.marumo.ne.jp/gvdvc/audio/ext_2.html

一方、S/N比の定義をみると、「信号の分散を雑音の分散で割った値である。」とあります。
また分散はスペクトルの面積に等しい(下記リンク先5ページ目 式(23))とのことから
http://www.jspf.or.jp/Journal/PDF_JSPF/jspf2009_09/jspf2009_09-620.pdf
面積比で比較するのが正しいように思え、
どちらが正しいのかわからなくなってしまいました。

面積比で比較する場合、どの範囲の周波数域に渡って積分するのか、という
疑問も生じてきます。

すみませんがご教示頂けるとありがたいです。
勘違いしている点があれば、ご指摘頂ければ幸いです。

いつもお世話になります。信号処理・品質工学・統計処理に関して素人です。

圧電素子を用いて心拍を検出しており、そのスペクトルからS/N比を算出したいと思っております。
すなわち、心拍測定時の圧電素子からの電圧信号をフーリエ変換して得たスペクトルと、
無負荷時の信号を同様にして得たスペクトルから求めたいと思っておりますが、
ピーク強度の比で求めればよいのか、面積の比で求めればよいのか、悩んでおります。

ピーク強度で比較した例(1):下記リンク先 5ページ目下方
http://www.tij.co.jp/j...続きを読む

Aベストアンサー

S/N比の定義は多様です。
当座は、ご自分の領域でどういうSNRが普通に用いられるか調べて、それに合わせるのが無難だろうと思います。圧電素子の場合について定着したものがないなら、心電図のSNRが普通どういう形で議論されるかなどがよろしいかと思います。

以下は個人的意見ですが、
ピーク強度というのは、あぶなっかしいなあと思います。雑音次第で偶発的に信号ピークも変わるし。雑音自体もピークでは議論できず統計的に扱うしかないだろうし。
『S/N比の定義をみると、「信号の分散を雑音の分散で割った値である。」』、これは(信号のパワースペクトルの積分値)÷(雑音のパワースペクトルの積分値)ということですよね?でしたら、比較的普通なのはこれだと思います
ただしこれは、S/N比ではなくてS/N比の自乗でしょう。

「面積比で比較する場合、どの範囲の周波数域に渡って積分するのか」は非常に的を射た疑問です。信号のスペクトルが全く存在しない領域まで積分してしまえば、信号検出に関係ない雑音スペクトルの寄与を過大に評価することになります。業界に基準がないなら、勝手に自分が妥当と思うように決めるしかないでしょう。

以下は高等編になるのですが、ご参考まで---------------------------------
もともと、信号とはどう定義されるのか、雑音とは、SNRの定義とはなんだ、というのが曖昧なまま、便宜優先で(つまり恣意的に)取り扱うことが普通なので、いろんな問題が起きるのです。
「SN比とは何だ?信号Sとは何だ?」ということを真剣に考える学生達に私が勧めていたのは、本質的なSNRとして、Matched Filter SNR(MFSNR)の使用です。
MFSNRにもいろいろありますが、そのひとつ、Non-Prewhitening Matched Filter SNRというのは下記です。
SNR^2=|信号パワースペクトルの積分|^2/(信号パワースペクトル×雑音パワースペクトルの積分)
これは、積分の周波数範囲をどう取っても殆ど結果に変わるところはありません。信号のない(あるいは殆ど無い)スペクトル域の雑音は信号検出能に(ほとんど)関係ないということを反映した計算になっていますから。
問題は、Matched Filter SNRの勉強をしないといけないことと、ちょっと専門的になりすぎる嫌いがあることです。

S/N比の定義は多様です。
当座は、ご自分の領域でどういうSNRが普通に用いられるか調べて、それに合わせるのが無難だろうと思います。圧電素子の場合について定着したものがないなら、心電図のSNRが普通どういう形で議論されるかなどがよろしいかと思います。

以下は個人的意見ですが、
ピーク強度というのは、あぶなっかしいなあと思います。雑音次第で偶発的に信号ピークも変わるし。雑音自体もピークでは議論できず統計的に扱うしかないだろうし。
『S/N比の定義をみると、「信号の分散を雑音の分散で割っ...続きを読む

Q差動増幅器について

差動増幅器アンプに付いて教えてください。
非反転増幅器の負帰還出力(DC0-10V)が以下のような回路図につながっています。計算式などご教示いただける方、よろしくお願い申し上げます。
-、+とも同電位信号が入力されています。
私が思いますに、差動入力を使って、結果的に非反転増幅をしているのではないかと思っています。
しかしながら、この回路は、どのような効能があるのでしょうか?本回路は、トルク信号のゼロ・スパンを合わせた後、一次フィルタ回路の後に置かれています。差動増幅器は、
-端子への入力抵抗をR1、
帰還抵抗をR2
+端子への入力抵抗R3
並列抵抗R4
とした場合、R1=R3、R2=R4として
Vout=R2/R1(V2-V1)[V2:反転入力電圧、V1:否反転入力電圧]
またこのような回路が掲載されている、サイトをご存知ありませんか?

  ----抵抗----
             | |
| |
----可変抵抗--抵抗--抵抗-----[-入力]--------
|
|
  --抵抗-------------------[+入力]


よろしくお願い致します。 

差動増幅器アンプに付いて教えてください。
非反転増幅器の負帰還出力(DC0-10V)が以下のような回路図につながっています。計算式などご教示いただける方、よろしくお願い申し上げます。
-、+とも同電位信号が入力されています。
私が思いますに、差動入力を使って、結果的に非反転増幅をしているのではないかと思っています。
しかしながら、この回路は、どのような効能があるのでしょうか?本回路は、トルク信号のゼロ・スパンを合わせた後、一次フィルタ回路の後に置かれています。差動増幅器は、
-端子...続きを読む

Aベストアンサー

(どうも、遅くなりました。)
 
 
>> 極性を変更する回路、+表示か-表示かの選択スイッチが付いています。<<


 これで分かってきました。

           ┌──-R1/2─┐
           │  | \    │
  V1 ─┬─R1─┴─┤- \   |
     │        |    >─┴─ Vout
     └─R2─┬─┤+ /
           │  | /
         ┌──┤
         │   │
          /  2R2
         │   │
         ┷   ┷
       ↑
       極性反転スイッチ


1.
差動アンプを応用した回路です。
抵抗値を図に示した比に限定して使います。
R1とR2の関係は任意です。



2.
 スイッチがONのとき。
教科書的な反転アンプなので、ゲインは
  A = (R1/2)/R1 = 1/2
であり、
  Vout = -1/2・V1
となります。-なのでV1と逆極性です。



3.
 スイッチがOFFのとき。
前回 No2で書いた Vout= の式がそのまま通用します。
アンプ+側入力の電圧は、
  V1・2R2/(R2+2R2) = V1・2/(1+2) = 2/3・V1
です。この電圧をNo2の式のV2に代入すると、
  Vout = A・(V2-V1)+V2
      = 1/2・( 2/3・V1-V1)+2/3・V1
      = V1{1/2・(2/3-1)+2/3}
      = +1/2・V1
となります。+なのでV1と同極性です。



4.
 以上、スイッチのON/OFFで、出力の極性が+/-に切り替わる回路でした。(振幅が半分になりますが。)
これは 位相を180度スイッチさせる変調回路であるとも言えます。

 
 

(どうも、遅くなりました。)
 
 
>> 極性を変更する回路、+表示か-表示かの選択スイッチが付いています。<<


 これで分かってきました。

           ┌──-R1/2─┐
           │  | \    │
  V1 ─┬─R1─┴─┤- \   |
     │        |    >─┴─ Vout
     └─R2─┬─┤+ /
           │  | /
         ┌──┤
         │   │
          /  2R2
         │   │
         ┷   ┷
    ...続きを読む

Q物理初心者ですがスペクトルについて

分光スペクトルっていろいろありますよね。
吸収スペクトル、反射スペクトル、光散乱スペクトル、発光スペクトルなどなど。私が使ったことがあるのは吸収スペクトルぐらいなんですが、それぞれ物質のどのような情報が得られるのですか?

Aベストアンサー

まず、

>吸収スペクトル、発光スペクトル
は基本的には同じものになります。
面白いもので発光するスペクトルでは発光させないと吸収するのです。
理由は簡単で発光は電子の順位が高いところから低い所に落ちるとき、吸収はその逆だからです。

ただ必ず吸収すれば発光するというものでもありません。
また発光するといっても複雑な経路をたどる場合は必ずそこで吸収するというものでもないですが。(ただ吸収できる状態を作り出せたりはしますが)

これから得られる情報はやはり電子順位がどうなっているのか?ということです。
もちろん原子・分子によりこの順位は異なるので、物質の同定などにも使えます。

>反射スペクトル、
こちらは物質の誘電率に関係します。実はこの誘電率もやはり電子の順位の構造を反映していますので吸収・発光スペクトルとも関係があります。
誘電率は複素数で表され、複素誘電率の虚部が吸収や発光に関係し、実部単体では屈折率、反射率の場合は実部と虚部の両方が関係します。
基本的には”クラマース=クローニッヒの関係式”というものがあり、どんなものでも、この実部と虚部には一定の関係があることがわかっています。

情報としては複素屈折率もある程度わかるし、これを応用して偏光も利用するとほぼ完全に複素屈折率がわかり、更に膜厚測定などにも使えます。

>光散乱スペクトル、
まず粒子の大きさですね。あとはその粒子を構成している物質です。
散乱スペクトルにも色々あって、物質特有の散乱を示すものなどもあります。
大気成分などを調べることも出来て、”ライダー”(バイク乗りとはスペルが違います)という名前の機器が開発されています。
更に流体中の微粒子の散乱ではドップラーシフトすることから、血流測定など結構応用範囲は広かったりします。

また入射した光と異なる波長の光を散乱するラマン散乱では、物質のひずみとか、温度を知る手段にも使えます。

ざっと取りとめもなく書きましたが、まだまだあるとは思います。とりあえずはこんなところでご勘弁を。

まず、

>吸収スペクトル、発光スペクトル
は基本的には同じものになります。
面白いもので発光するスペクトルでは発光させないと吸収するのです。
理由は簡単で発光は電子の順位が高いところから低い所に落ちるとき、吸収はその逆だからです。

ただ必ず吸収すれば発光するというものでもありません。
また発光するといっても複雑な経路をたどる場合は必ずそこで吸収するというものでもないですが。(ただ吸収できる状態を作り出せたりはしますが)

これから得られる情報はやはり電子順位がどうなっ...続きを読む

Q差動増幅器の作り方を教えて下さい。

オペアンプを使って差動増幅器を作ろうと考えているのですが、そのこつについて教えて下さい。

私の中で重要だと思っているのは
・2つの増幅率をいかにして合わせるか
・オフセットをいかにしてゼロにするか
ということです。

前者は、大量の抵抗器を購入してテスターで一つずつ抵抗値を測っていくという方法をとるということを以前誰かから聞いたのですが、でもテスターだと表示桁に限界があります。これは通常どうやって行うものなのでしょうか?

後者は単に可変抵抗に電源を繋いでオシロで単純にオフセットを変えるということを行えば良いのでしょうか?もっと正確に行える方法がありましたら教えて下さい。

この他にも作成上のポイントがありましたら教えて下さい。

お願い致します。

Aベストアンサー

インスツルメンテーションアンプは,日本語では「計装アンプ」と呼ばれています.
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/36/36121/36121.pdf
上記はこの本の最初です.
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/36/36121.htm
原本はここの'Section 2: Specialty Amplifiers'でDLできます.
http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/op_amp_applications_handbook.html
これを熟読すれば,疑問は氷解するでしょう.

> ・入力抵抗が低い、というのであれば単に高い入力抵抗を使えば良いのではないのでしょうか?
入力抵抗を高くすると,抵抗の熱雑音が増加してSNRが悪化します.

> ・入力抵抗がアンバランス、というのであれば入力抵抗値を単にそろえれば良いのではないのでしょうか?
信号源(センサ)の内部抵抗と合わせて揃える必要があり,入力抵抗を無視できるほど大きくしておけば,信号源抵抗が時間・温度で変化してもCMRRの悪化は防げます.
もし計装アンプを自作するんなら,この抵抗(相対誤差A)が安くてエエですよ.
http://www.flatdenshi.co.jp/item/sip.html

要求仕様は内緒のようですが,計装アンプでは不可能なこの仕様;
周波数帯域:最大100MHz
差動電圧:最大5,600V(DC+pkAC)
コモン・モード入力電圧:最大2,200V(実効値)
http://www.tek.com/cgi-bin/frame.cgi?body=/ja/products/accessories/oscilloscope_probes/p5200.html
だと,内部回路はこのようになっています.
http://www.analog.com/jp/amplifiers-and-comparators/instrumentation-amplifiers/AD8216/products/product.html
要は,要求仕様に合わせて使用回路を決めるとゆうことです.

・半固定抵抗器の選び方のこつを教えて下さい。
密閉型の多回転サーメット・トリマがエエでしょう.

・入力クロスオーバとは何なのでしょうか?
ゼロ(電源の中点)付近での非線形性で,ここの5ページの特性4です.
http://www.analog.com/static/imported-files/jp/data_sheets/AD8605_8606_8608_JP.pdf

>・補償コンデンサについてなのですが、・・・
ノイズを抑えてSNRを向上させます.
SNRとしてどの程度を要求するかで決めたらエエでしょう.

インスツルメンテーションアンプは,日本語では「計装アンプ」と呼ばれています.
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/36/36121/36121.pdf
上記はこの本の最初です.
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/36/36121.htm
原本はここの'Section 2: Specialty Amplifiers'でDLできます.
http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/op_amp_applications_handbook.html
これを熟読すれば,疑問は氷解するでしょう.

> ・入力抵抗が低い、というのであれば単に高い入力抵抗を使えば良い...続きを読む

Q蛍光スペクトル

蛍光スペクトルと励起スペクトルについて教えてください

励起光の波長を変化させて蛍光の波長を固定して測定したものが励起スペクトルで、励起光を固定して蛍光の波長を測定したものが蛍光スペクトルだというのはわかるのですが、2つがどういうものかということがよくわかりません。

教科書のスペクトルと見ると、横軸は波数で蛍光の波長だと、わかるのですが、励起光の波長はどこに表されているのでしょうか?

またどうして励起スペクトルと蛍光スペクトルが鏡像関係にあるのかもわかりません。

あまり難しい言葉や数式は使わずわかりやすく回答してもらえれば幸いです。

Aベストアンサー

#1さんの説明の通りですが、いくらか、図などがあった方がわかりやすいかもしれませんので、参考URLにgoogleで出て来たページを紹介します。ページ中程にあるJablonski Diagramの左側が蛍光について示した物です。以下、おそらく溶液の蛍光についての質問であると予想して、述べます。

さて、蛍光の過程について述べますと、蛍光とは図にある青の矢印に対応する励起光を分子が吸収します。その後、図では黒色の矢印で示された光を発しない緩和過程(溶媒などに熱エネルギー等の形でエネルギーを渡し、エネルギーの低い状態へ移動する)を経て励起状態振動基底状態へ移動します。そして、図では緑の矢印で示されている蛍光が発光します。

質問者様のおっしゃる励起スペクトルはこの青色の矢印の波長を変えながら緑色の矢印すべてひっくるめた蛍光全体の強度を測ります。このとき、電子励起状態の振動基底状態や振動励起状態(図では太い横線が各電子状態の振動基底状態を示し、その上の細い横線がその電子状態の振動励起状態を示しています。)へ励起されますので、励起光の波長は電子励起状態の各振動状態のエネルギーに対応したものとなります。溶液などでは、振動励起状態へ励起してもすぐにその電子状態の振動基底状態へ緩和されますので、緑の矢印全体の強度というのは、励起された分子の数に比例します。つまり、励起スペクトルは分子の吸収スペクトルに比例したようなスペクトルが得られるわけです。(もちろん、いろいろ例外はありますが)

さて一方、質問者様のおっしゃる蛍光スペクトルは緑色の矢印をさらに分光器などで分散させて矢印一本一本を別々の波長として観測するスペクトルです。つまり、波長は電子励起状態の振動基底状態から電子基底状態の振動励起状態のエネルギーに対応したものとなります。

蛍光スペクトルにおいて、励起光の波長がわからないと言うことですが、溶液などでは励起分子はすぐに電子励起振動基底状態へ緩和しますので、励起光の波長を変えて励起する分子の振動状態を変えても、蛍光スペクトルはすべて電子励起振動基底状態からのもので、波長とその強度比は変わりません(励起スペクトルのように全体の強度はかわりますが)。このような場合、励起光の波長を書かないことが多いです。

図でもわかるように、励起光の波長と蛍光発光の波長はは電子励起振動基底状態のエネルギーをはさんで、励起光は電子励起状態の振動エネルギーだけ高いエネルギー(短い波長)になり蛍光は電子基底状態の振動エネルギーだけ引いエネルギー(長い波長)になり、それぞれの振動エネルギー構造が似ていれば、鏡像のような形になることがわかります。

以上、「励起光が書いていない」ということから類推して、すべて溶液の蛍光測定と仮定してお答えしました。気体や分子線を使ったLIFではちょっと話がかわってきますので、その点はご留意ください。

参考URL:http://www.jp.jobinyvon.horiba.com/product_j/spex/principle/index.htm#01

#1さんの説明の通りですが、いくらか、図などがあった方がわかりやすいかもしれませんので、参考URLにgoogleで出て来たページを紹介します。ページ中程にあるJablonski Diagramの左側が蛍光について示した物です。以下、おそらく溶液の蛍光についての質問であると予想して、述べます。

さて、蛍光の過程について述べますと、蛍光とは図にある青の矢印に対応する励起光を分子が吸収します。その後、図では黒色の矢印で示された光を発しない緩和過程(溶媒などに熱エネルギー等の形でエネルギーを渡し、エネルギ...続きを読む

Q差動増幅器について

生体電気現象計測機器(脳波計や心電計)で差動増幅器が使用される理由はなぜですか?
雑音を消すためにあるような気がするのですが、よく分かりません。

Aベストアンサー

得られる信号レベルが微少でノイズの影響を
受けやすいので、そうならないようにするため
=「雑音を消すため」正解です。

ただ、差動増幅器だけで事が解決するわけでは
ありません。信号源の正負から撚り線で作動増
幅器へ接続する必要があります。これにより電
流ループ内に他からの磁界が入れなくなります
から、ノイズに強くなります。

差動増幅の出番はここからで、正負両方に同じ
く乗った同相ノイズ(コモンモードノイズ)を引
き算でキャンセル(相殺)します。

上記撚り線を更にシールドして、差動増幅器の
手前にコモンモードチョーク(1:-1のトランス)
を入れてやれば万全です(主に差動増幅器の帯域
より上で効く)。

Q差スペクトルとは?

紫外吸収スペクトルを測定したんですけど、
A紫外吸収スペクトルとB紫外スペクトルの差スペクトルを求めよと
言われたんですけど

差スペクトルって何なんですか?
ただ単に引くだけでいいのですか?
それとも公式などがあるのですか?

Aベストアンサー

 こんにちは。
 差スペトクルとは、二つのスペクトルの差のことですが、一つ注意が必要です。スペクトルが吸光度で表されている必要があります。
 紫外吸収スペクトルは普通、透過率で表される場合と、吸光度で表される場合の二通りあります。透過率をT、吸光度をAとすると、その定義は次の通りです。
T = I/I0
A = -log10 T = -log10 (I/I0)
ただし、
I…透過光の強度
I0…入射光の強度
 吸光度スペクトルは、吸光度が0のところが基準となり、吸収ピークは上向きのスペクトルとなりますが、透過率スペクトルは、透過率が100 %のところが基準となり、吸収ピークは下向きのスペクトルとなります。
 最近の分光器なら、普通吸光度スペクトルと透過率スペクトルの両方の形式で表示させることができるようになっていると思います。このうち、差スペクトルをとるときには、二つのスペクトルを吸光度スペクトルの形で表示させた上で、それらの差を計算させます。すると、両方に共通に現れる吸収ピークは相殺され、目的物に起因する吸収ピークのみが表示されるようになります。透過率スペクトルでは、単純に差をとるとおかしなことになってしまいますので、必ず吸光度スペクトル同士で差を取ることに気をつけなければなりません。

 こんにちは。
 差スペトクルとは、二つのスペクトルの差のことですが、一つ注意が必要です。スペクトルが吸光度で表されている必要があります。
 紫外吸収スペクトルは普通、透過率で表される場合と、吸光度で表される場合の二通りあります。透過率をT、吸光度をAとすると、その定義は次の通りです。
T = I/I0
A = -log10 T = -log10 (I/I0)
ただし、
I…透過光の強度
I0…入射光の強度
 吸光度スペクトルは、吸光度が0のところが基準となり、吸収ピークは上向きのスペクトルとなりますが、透過率スペ...続きを読む

Qトランジスタの差動増幅器について

先日、基本的な差動増幅器を作ったのですが、入力電圧が増加すると差動利得が理想特性よりも小さくなりました。
友人からトランジスタの温度変化が原因だといわれたのですが、なぜ温度変化によって差動利得が変化するのですか?
どなたかお願いします。

Aベストアンサー

 
 
           Ic1    Ic2
            │      │
         |─┘     └─|
  Vin ───|             |── 0V 
     ↑   |→┐     ┌←| ↑
     V1    |     │   V2=-(Vin-V1)
     └←    └─┬─┘ →┘
             I1→ | ←I2=IE-I1
                |
                |↓IE 一定電流
                |


>> カレントミラー回路 <<

 大振幅特性を問われてるんだからカレントスイッチ回路でしょう? この回路はエミッタ同志の電流奪い合いなので、トランジスタの基本の式(線形近似する前の 半導体らしさが丸見えの式);
  エミッタ電流 I1 = Io exp(qV1/kT) …(1)
  エミッタ電流 I2 = Io exp(qV2/kT) …(2)
で考えます。V1,V2 はエミッタベース電圧です。Ioを消すために割ると
  I1/I2 = exp(qVin/kT) …(3)
以下めんどうなので exp(…) を X と書きます。
  I1 = I2 X …(4)
I1とI2は一定電流の分流同志なので
  I1+I2 = IE …(5)


- - - 以下は自力で - - -

(4)と(5)を解くと
  I2/IE = 1/(?) …(6)
  I1/IE = 1/(?) …(7)

Xをもとのexpの式に戻します。1/exp(A)=exp(-A)ですね。
次に、教科書かネットで 電子の電荷q、ボルツマン定数kの値を拾ってきて、室温を絶対温度で300Kだとして kT/q≒いくらになるか計算します。 次に exp(Vin/その値) を計算します。Vinは 0ボルトを中心に, -0.1V~+0.1V の間を 0.2V程度の間隔で。 結果をグラフで描けば、君が欲しがってる答が見えるし まんまレポートに使えるでしょう。

 なお、(3)式は君自身が解いた途中の式を書かないと イッパツでバレます。w (1)式は教科書にあると思います、基本はダイオードの式と同じです。

 もし関数電卓を使いたかったら;
http://www.google.com/search?num=100&hl=ja&as_qdr=all&q=1%2F%281%2Bexp%28+0.100+%2F+0.026+%29+%29+%3D&lr=
 
 

参考URL:http://www.google.com/search?num=100&hl=ja&as_qdr=all&q=1%2F%281%2Bexp%28+0.100+%2F+0.026+%29+%29+%3D&lr=

 
 
           Ic1    Ic2
            │      │
         |─┘     └─|
  Vin ───|             |── 0V 
     ↑   |→┐     ┌←| ↑
     V1    |     │   V2=-(Vin-V1)
     └←    └─┬─┘ →┘
             I1→ | ←I2=IE-I1
                |
                |↓IE 一定電流
                |


>> カレントミラー回路 <<

 大振幅特性を問わ...続きを読む

Q線スペクトルと連続スペクトル

線スペクトルと連続スペクトル

いろいろな光源のスペクトルを観察すると、
線になったり、連続になったりしますが、
なぜ、線になるものもあれば、連続になるものもあるのでしょうか。
線スペクトルになるしくみ、連続スペクトルになるしくみを
どなたか簡単に説明していただけないでしょうか。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

電球(白熱電球、豆電球など)は、連続スペクトルになります。
太陽もそうです。
これは、熱運動によるものだからです。
電流が流されたフィラメントは高音になり、光を出します。
熱運動では粒子1個1個の運動が確率分布になるので、エネルギーがばらばらになります。
よって、連続スペクトルを呈します。
(いわば、エネルギーがばらばらの線スペクトルの集合です。)
赤外領域の光も出しますので、熱が多く出て、エネルギー効率は悪いです。

一方、蛍光灯のスペクトルは、線スペクトルです。
赤1本、緑1本、青1本の合計3本ピーク(黄色と青の2本のタイプもある)があって、
3つの混色で、人間に「白」を認識させます。
赤、緑、青、それぞれの蛍光物質が管の内側に塗布されていて、
蛍光灯内部で発した紫外線が、3種類の蛍光物質を励起し、それが基底状態に戻るとき、
赤、緑、青になります。
液晶画面のバックライトも蛍光灯です。(最近は、蛍光灯ではなくLEDのもありますが)
必要な光以外をほとんど発しないので、エネルギー効率がよいです。

Q差動増幅回路の設計

差動増幅回路の設計関係の質問ですが、sine wave(入力部は41.9mVと40.6mVでそれぞれ反転しているので、実際は41.9と-40.6で2つの差は82.5になります。)で、R1=R3=3.3kΩ、R2=R4=200kΩで出力を5Vに上げようとしましたが、なぜか入力値しか出ません。(Vo=41.9)

抵抗の値を変えても変化は殆どなく、もう一度組みなおしても全然変化なしで困っています。
銅線は全部繋がっていますし双方の入力部からもキチンとシグナルが出てますので、そちらの原因ではないことが分かりましたが、何が原因なのか全然分かりません。

仕方が無く出力部を別のオペアンプに繋げて其処から5Vまで上げようと思いましたが、それも上手く出ません。

上手く差動増幅回路が動くようにするにはどうすれば良いのでしょうか?
もし宜しければアドバイスをお願いします。

因みにオペアンプの種類はLM324Nです。

Aベストアンサー

電源をプラス電源のみで使っていませんか?
プラス電源のみでも出力できますが、直流バイアスが必要です。


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