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車載バッテリ(12[v])や安定化電源(3[v]~15[v])の電圧をマイコンのA/D変換で読みたいのですが、並のA/D変換器はすべて5vが上限ですよね?...
抵抗による分圧法だと、電源電圧が変動すると全くもって使い物になりません。

・比較的大きく変動する電源電圧を読む方法はありませんでしょうか?

ツェナーダイオードを使えば読めるのではないだろうか?と自分では思っているのですが、

・ツェナー+抵抗の組み合わせで抵抗側の電圧をA/Dかけるのは無茶な行為なのでしょうか?
・また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか?

...過去にPICのA/D12vを誤って印加してしまいましたが、後に5vを与え直したら何事もなかったかのように動作したという妙な経験があります。
よろしくお願い致します。

A 回答 (6件)

>電圧変動は最大14.5[v]付近まで上がりますが、最大電源入力15[v]のOp-AMPだと、


そういう場合は一度抵抗による分圧をしてからOPアンプにより減算なり部分的な拡大なりを行います。
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この回答へのお礼

勘違いしていました。
5[v]が最大のA/Dなのに15[v]を電源に印加すること自体が少し無意味でした。

この方法が一番妥当ですね。参考になりました。
有難う御座いました。

お礼日時:2007/02/08 13:01

No2,です。



そうじゃないんです。
サンプルするときにチャージでされるのです。

そのADには+RefのほかにーRefはありませんか?
この範囲で使用できますが。
(もちろん分圧してですけど)
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この回答へのお礼

A/Dは専用IC等ではなく、一般的なPIC/H8等を想定して会話しています。
もう少し自力で調べてみます。

お礼日時:2007/02/08 12:58

>抵抗による分圧法だと、電源電圧が変動すると全くもって使い物になりません。


私もこの意味がよく分かりませんが。
次の3点に問題はありませんか?確認して下さい。
・ADの基準電源は安定していますか?
 マイコンの電源と共通で構いませんが、
 ノイズ等の影響を受けないように工夫して下さい。
・ADは逐次比較型ですか?
 積分型ではサンプリングに時間が掛かる為、
 不安定な電圧は正確に測定できません。
・ADの入力インピーダンス。
 分圧抵抗が影響するほどインピーダンスが低いのなら、
 OPアンプのボルテージフォロワを入れればいいです。

>比較的大きく変動する電源電圧を読む方法はありませんでしょうか?
抵抗で分圧して、素早く読み込むのが普通です。
それ以上のことは読み込んだデータをどのように活用したいかにより、ソフトで対応します。

>ツェナーダイオードを使えば読めるのではないだろうか?と自分では思っているのですが、
>ツェナー+抵抗の組み合わせで抵抗側の電圧をA/Dかけるのは無茶な行為なのでしょうか?
測定範囲をずらすだけでよいのなら、使えない方法とも言えません。
でもツェナー電圧は誤差が大きいです。

>また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか?
ツェナーダイオードで保護すればいいです。
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この回答へのお礼

抵抗による分圧法だと、抵抗そのものの精度による誤差を心配していたのですが、もう一度考え直してみたらそれも勘違いだったようです。


>また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか?
ツェナーダイオードで保護すればいいです。

ここは、ショットキのことでしょうか?

お礼日時:2007/02/08 11:10

>「A/D変換器で12v付近前後の値を読めるような回路はありますか?」


12V付近を拡大してということですね。
であればオペアンプ回路でその部分を拡大するしかないでしょう。
オペアンプは使ったことがないのでしょうか?
ちょっと言葉では説明できないのですけどネットには沢山情報があるからそれを見てください。
単純に言えば、簡単には12Vから8Vを減算すれば8~13Vの範囲の測定が出来ます。範囲を狭めるのであれば2倍にするとかすればよいですし。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%9A% …
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この回答へのお礼

減算>拡大ですね。私の考えていることそのままです。
理解してくださって嬉しいです。

車載用途だと、電圧変動は最大14.5[v]付近まで上がりますが、最大電源入力15[v]のOp-AMPだと、上辺で直線性が損なわれる恐れがあるような気がしたもので..

お礼日時:2007/02/08 11:06

抵抗で分圧すればいいだけです。


たとえ20Vまで計れるADだったとしても、
車載バッテリに直接繋ぐことはやりません。
ADのの前にはサンプルアンドホールドという回路が
あって、そこにチャージ出来なければならないので、
マイコンのAD入力端子にコンデンサーを付けておくと
良いでしょう。
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この回答へのお礼

サンプルアンドホールド自体が容量性のものだと思ってましたが...

お礼日時:2007/02/08 11:03

>抵抗による分圧法だと、電源電圧が変動すると全くもって使い物になりません。


この意味がわかりません。何か間違いがあるように思いますけど。
入力インピーダンスを高くしたい場合にはOPアンプにて電圧変換しますけど、結局それは抵抗分圧とほとんど考えは同じですから。。。


>ツェナーダイオードを使えば読めるのではないだろうか?
こちらの方が何をやろうとしているのか、、、、
もしかして測定範囲を5~10V見たいな形にしようということでしょうか?
それはちょっと、、、、目的がわかないのでそんなやり方でいいのかわかりません。

>・また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか?
過大電圧に対する保護はダイオードが一般的ですね。
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この回答へのお礼

単刀直入に申しますと、
「A/D変換器で12v付近前後の値を読めるような回路はありますか?」
という意味です。
なんか微妙な説明で申し訳ありません。

お礼日時:2007/02/07 19:58

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NO1です。

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>抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?

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>・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
>判別がつくのでしょうか?

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どちらも正しく、どちらも間違っています。
本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を求めて、放熱板を決定します。
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これ以外の入力電圧や、出力電流の場合は再計算が必要です。

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本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を...続きを読む

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BODEN bit は禁止にしていますか?
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しかしネットで検索すると、抵抗を介してGNDへ落とす回路を見かけました。
この抵抗の役割がわからず、困っています。

実際の回路の画像を添付しました。
添付画像の赤い矢印のところの抵抗のことですが、これはどのような役割をしているのでしょうか。
一段目のオペアンプのように抵抗を介さずGNDに落としてはいけないのでしょうか。

自分が購入したアナログ回路の設計入門書にも(入門だからか)載っていませんし、自分なりに調べましたが、この抵抗の役割だけどうしても分かりません。

どうかご教授お願い出来ませんでしょうか。
宜しくお願いします。

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この抵抗は、オペアンプの入力端子に流れるバイアス電流による、出力電圧の理想値からのずれを抑えるものです。tadysさんと同じ主旨ですが、定量的には、理想値からのずれ(DC電圧のずれ)は、添付図の式(A)の Ib がかかった項になります。

添付図は、オペアンプを使った2入力の加算回路です。Vin1 と Vin2 という2つの入力電圧を加算し、正負を反転した電圧が出力電圧(Vout)になるものですが、オペアンプの入力端子に流れるバイアス電流 Ib が無視できない場合、添付図の式(A)のように、Ib のかかっている項が誤差になります。R4 がない場合は、式(A)で R4 = 0 としたものになるので
Vout = -[ (R3/R1)*Vin1 + (R3/R2)*Vin2 + Ib*R3 ]
となって Ib*R3 が誤差になります。ところが、R4 を入れて、添付図の最後の式のようにR4の抵抗値を調整すると、Ibの項が 0 となって、オペアンプの入力端子に流れるバイアス電流による誤差をなくすことができます。

ご質問の回路では、R1 = 20kΩ、R2 = 20kΩ、R3 = 20kΩ なので、バイアス電流による誤差をなくすには、本来は R4 = 1/( 1/20e3 + 1/20e3 + 1/20e3 ) = 6.67e3 Ω= 6.67kΩ にすべきです。

オペアンプの入力端子に流れるバイアス電流による誤差は、バイアス電流 Ib が大きいほど大きくなるので、FET入力のオペアンプやCMOSオペアンプのように、Ib がpA未満と非常に小さい場合には、添付図の式(A)の Ib 自身が非常に小さいので、R4 を入れなくても(R4を短絡しても)誤差は小さくなります。R4 を入れて誤差を小さくしたほうがいいのは、一般的に、Ib が 100nA以上のオペアンプを使った場合になります。

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なお、添付図では、オペアンプの反転入力端子(-)に流れるバイアス電流も非反転入力端子(+)に流れるバイアス電流も同じ Ib としていますが、現実には、この電流にはわずかな違いがあります(その違いを入力オフセット電流といいます)。しかし、この違いは一般に小さいので無視できることが多いです。

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Q三端子レギュレーターで12Vから5Vと3.3V

三端子レギュレーターで12Vから5Vと3.3Vを作り出す場合、この回路でいいですか?
LM7805にはヒートシンクをつける予定です。

全体的にダメ出しという感じでアドバイス頂ければうれしいです。
また、コンデンサーの容量というか、例えばチップコンデンサーでも使用できますか?
D1とD2は電源を切った際に出力側に残った電気を逃がすためのものですが、12V側で電源のON/OFFをする場合でもあったほうがいいですか?

-条件
電源12VDC
5VにはATMEGA328P(Arduino)など(MAX200mA)
3.3VにはLCDモジュール(3.3V/5mA)
+-逆に接続した場合の事を考えて、ダイオード(D3)を入れています。
負荷がショートした場合の安全を考えて、ポリスイッチPS1(500mA)をつけています。



-調べたこと
LM7805について
  マニュアルに記載されている値
   入力側コンデンサー 0.33μF
   出力側コンデンサー 0.1μF

XC6202P332TBについて
  マニュアルに記載されている値
   入力側コンデンサー 1μF
   出力側コンデンサー 1μF

それではアドバイスの程、よろしくお願い致します。

三端子レギュレーターで12Vから5Vと3.3Vを作り出す場合、この回路でいいですか?
LM7805にはヒートシンクをつける予定です。

全体的にダメ出しという感じでアドバイス頂ければうれしいです。
また、コンデンサーの容量というか、例えばチップコンデンサーでも使用できますか?
D1とD2は電源を切った際に出力側に残った電気を逃がすためのものですが、12V側で電源のON/OFFをする場合でもあったほうがいいですか?

-条件
電源12VDC
5VにはATMEGA328P(Arduino)など(MAX200mA)
3.3VにはLCDモジュール(3.3V/...続きを読む

Aベストアンサー

1)D1とD2は電源を切った際に出力側に残った電気を逃がすためのものですが、12V側で電源のON/OFFをする場合でもあったほうがいいですか?

D3だけ逆接続対策で入れておおけばいいと思います。

2)負荷がショートした場合の安全を考えて、ポリスイッチPS1(500mA)をつけています。

 両方の3端子電源ICは出力ショート保護機能が入っているので不要です。

3)コンデンサについて

 a)入力の12Vラインには100uF程度の電解コンデンサを入れた方が良い。
 b)5V出力のC3は10uF以上にした方が良い。
 c)3.3V出力のコンデンサC4(1uF)はセラミックコンデンサにして値はこのままで大きな値に変更しないこと。大きくすると発振してしまう危険があります。XC6202P332TBは内部の出力トランジスタがドレイン出力タイプのため負荷容量の影響に敏感です。

4)配線
  つなげてはいけない箇所は添付図で×で示しましたのでカットしてください。
  つなげるべきラインはオレンジの線で示してあります。

QVccとVddの違い

トランジスタのバイアス電圧などでよくVccとかVddとかかかれているのをみます。
Vccのccとは何の略で、Vddのddとは何の略なのでしょうか?
また使い分け方を教えて下さい。

Aベストアンサー

cはコレクタ,dはドレインの略です.
Vcと表記すると該当のトランジスタ1個のコレクタ電圧を指しますよね.
Vccという表記は,それと明確に区別するために使われていると思います.
ccで,複数のトランジスタのコレクタを意味しているのでしょう.
つまり,ccは「コレクタ側電圧(電源)」,ddは「ドレイン側電圧(電源)」
と考えればよいでしょう.
ちなみに,Veeでエミッタ側のマイナス電源(NPNの場合)を表します.
それと,ccとかddとかは,大文字でCC,DDと表記することが決まっている
はすです.小文字の場合は「小信号」を意味するからです.
IEEEやJEDECで表記の規則が手に入るはずです.


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