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オペアンプを二段で非反転増幅を行い、二段目のオペアンプでオフセット調節を行いたいと思っています。オフセット調節ピンがないので電源を半固定抵抗で分圧して負入力の方につなげて調節しようと思っています。
ここで質問したいことは、この半固定抵抗の大きさによって利得などが変わってしまわないかということです。教えてください?

A 回答 (3件)

ここの「図2 非反転アンプ回路のオフセット電圧調整方法」が参考になるでしょう.


http://www.adm.co.jp/download/mtb_4.pdf
R4=1600×R3
ですから,ポットのポジションに依らず,R3に与える誤差は0.0625%以下です.
従って,ゲインに与える誤差は,0.0052%ですから,抵抗誤差に比べ無視できるほど小さくなります.
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この回答へのお礼

それぐらいのゲインの誤差なら特に問題なさそうですね。どうもありがとうございました。

お礼日時:2008/07/24 21:27

すいません、思い切り読み間違えてしまいました。


質問が、反転増幅回路2段だと勘違いしました。

非反転なんですね、
非反転の場合、ゲインが変わってしまいますね。
この場合、負入力にオフセット調整回路を設け、その抵抗定数を工夫すれば、数mVのオフセット調整をゲイン変化1%以内で可能ですが、どうしても影響を受けます。
例えば、元の負入力からGND間の抵抗が10kなら、それを10kΩ-100Ω-GNDと分割して、10kΩと100Ωの接続点へ220kΩなどを直列に入れてオフセット電圧を与えるような回路です。

ゲインへの影響を完全に無視したいなら、反転増幅を入れてあげるのが簡単です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。反転増幅のほうも考慮に入れてみます。

お礼日時:2008/07/24 21:25

負入力につないでも信号に対するゲインが変わりません。


信号とオフセット調整電圧の2つの加算回路として動作します。
http://markun.cs.shinshu-u.ac.jp/learn/OPamp/add …

特にゲインが大きめの場合、オフセット調整は半固定抵抗だけではシビアになり過ぎますから、固定抵抗も入れて抵抗値の変化範囲を狭くする工夫をした方が良いでしょう。
また、電源からのノイズの影響も受けますから、ノイズ取りのパスコンも入れてあげた方が良いでしょう。

この回答への補足

なるほど。オフセットの調節は加算、減算回路が基礎となっているのですね。ところで、参照リンク先の加算回路は反転増幅となっていますが、オフセット調節ピンのない状態で非反転増幅回路での加算減算回路の定数はどのように設定したらよいのでしょうか?

補足日時:2008/07/24 16:50
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QOPアンプのオフセット調整

OPアンプのオフセット調整

オフセット調整について勉強してます。

1.オフセット電流について
オフセットが発生する理由は内部の不平衡によるもので、表現方法としては入力換算で表すようです。ただ、文献によっては「本来は入力だけの端子から電流が流れ出す」ことがオフセット電流と呼ばれているということでした。表現方法としての入力換算に過ぎないのか、それとも実際に入力端子に電流が流れていてそれがオフセットになっているのかどちらですか?

2.オフセット電圧の測定について
「定本OPアンプ回路設計」では測定回路は記載されてます。ソースはモトローラ社の技術資料のようですが。この回路でどうして測定が出来るのかがわかりません。測定原理を教えてください。

3.オフセットの原理、調整法について勉強のためのURL等があれば教えて下さい。

Aベストアンサー

1.オフセット電流について
バイアス電流は、実際に入力端子に流れる電流のことです。微小電流を測定できる電流計があれば直接測定できます。オペアンプの2つの入力端子のバイアス電流の差をオフセット電流といいます。入力換算が使われるのは入力オフセット電圧のほうだと思います。オペアンプで増幅回路を構成したとき、入力オフセット電圧も増幅されて出力に出てくるので、入力換算(出力/利得)という言い方があるのだと思いますが、これも反転入力端子と非反転入力端子間の電圧差をテスターで直接測定できます。

2.オフセット電圧の測定について
>この回路でどうして測定が出来るのかがわかりません
41ページですね。添付図に式の導き方を書きました。
オペアンプの反転端子(-)についている電池記号は 入力オフセット電圧 Vos です。空色のオペアンプ記号は、入力オフセット電圧がゼロですが、入力バイアス電流はゼロでないとします。反転入力端子のバイアス電流を Ib、非反転入力端子のバイアス電流を Ib - Ios とします。Ios がバイアス電流のオフセット電流になります(Iosは、反転入力バイアス電流 - 非反転入力バイアス電流 と定義します)。

まず、2つのスイッチがOFFである場合を考えると、図の右上にあるような6個の関係式を導くことができます。これをV3(オペアンプの出力電圧)について解いて、A0(オペアンプの開ループ利得)が非常に大きいとすれば、V3 は式(1)のように近似できます。このときの V3 を、「定本OPアンプ回路設計」の定義に従って E1 とおきます。次にスイッチがONのときの V3 を E2 とすれば、E2 は式(1) で R3 = 0 としたときの V3 ですから、E2 は式(2)のようになります。この式(2)を Vos について解くと式(3)のようになります。これを式(1)に代入して Ios について解くと式(4)のようになります。式(4)は「定本OPアンプ回路設計」に出ている式と同じです。本に出ている式には絶対値の記号(| |)がついていますが、添付図の計算方法では、Ios の符号を定義していいるので絶対値はつきません。つまり、E2 > E1 なら、Ios > 0 、つまり反転入力のバイアス電流 >非反転入力バイアス電流 となります(ただし Ib の符号が-なら、電流の大きさは 反転<非反転 になります)。

一方、「定本OPアンプ回路設計」では、Vos = E1/(R2/R1) となっていますが、これは以下のように近似したものと思われます。
  (A) 式(3)の第2項と第3項が第1項より十分小さいとして Vos = E2/( 1 + R2/R1 ) - R1*Ib/( 1 + R2/R1 ) + R1*Ios ≒ E2/( 1 + R2/R1 ) と近似した
  (B) さらに、R2/R1 が 1 より十分大きいとして E2/( 1 + R2/R1 )≒ E2/( R2/R1 ) と近似した
しかし、(A) の近似は少し乱暴だと思います。

同じ回路を用いて、もっと正確に求める方法があります(Vos と Ios だけでなく、Ib も計算できます)。これは2つのスイッチを両方ON/OFFするだけでなく、図の下側のスイッチだけONにしたときの V3 も測定する方法です。このときの V3 を E3 とすれば
   Ios = ( E2 - E1 )/{ R3*( 1 + R2/R1 ) }
   Ib = ( E3 - E1 )/{ R3*( 1 + R2/R1 ) }
   Vos = { ( R1 + R2 + R3 + R2*R3/R1 )*E2 - R1*E3 - R2*E1 }/{ R3*( 1 + R2/R1 )^2 }
となります。これは A0 >> 1 以外の近似は入っていません。

3.オフセットの原理、調整法について勉強のためのURL等
調整法は「定本OPアンプ回路設計」の53ページから67ページに出ています。この書籍(http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/36/36101.htm)の163ページから212ページに、オペアンプの基本特性の測定法が出ています。オフセット電圧の原因については、入力部分の差動アンプのトランジスタ特性ばらつき(ミスマッチ)が直接の要因です。これはデバイス物理を勉強しないと理解できませんが、この書籍(http://www.amazon.co.jp/dp/4563067245)の201ページから212ページが参考になるかもしれません。

1.オフセット電流について
バイアス電流は、実際に入力端子に流れる電流のことです。微小電流を測定できる電流計があれば直接測定できます。オペアンプの2つの入力端子のバイアス電流の差をオフセット電流といいます。入力換算が使われるのは入力オフセット電圧のほうだと思います。オペアンプで増幅回路を構成したとき、入力オフセット電圧も増幅されて出力に出てくるので、入力換算(出力/利得)という言い方があるのだと思いますが、これも反転入力端子と非反転入力端子間の電圧差をテスターで直接測定でき...続きを読む

Qオペアンプ反転増幅回路で+入力に繋がれた抵抗は何?

独学でアナログ回路の勉強をしている素人です。

オペアンプの反転増幅回路の基本回路だと、+入力はGNDに落としていますよね。
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。

Aベストアンサー

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。

LM358の場合は Ib が最大100nAと、無視できる境界線あたりですが、ご質問の回路は交流だけを加算するもの(出力コンデンサで直流がカットされている)なので、バイアス電流によってVoutに直流的な誤差電圧が少々乗っていても問題ありません(オペアンプにLM358を使うのならR4はなくてもいい)。

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。

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...続きを読む

Q差動増幅回路の出力電圧オフセットについて

お世話になります。添付回路に関してご回答お願いします。
電流を検出抵抗(R5)で電圧に変換して、オペアンプにて増幅する回路です。
この回路でオペアンプの出力電圧をADCで検出して電流計測を行う場合、オペアンプ特性、抵抗バラツを考慮すると計測電流値にはどの程度のバラツキがでますでしょうか?

抵抗のバラツキ、オペアンプのオフセット電圧のほか、入力バイアス電流、オフセット電流は影響してきますでしょうか?

Aベストアンサー

オペアンプのオープンループ利得が無限大ならば、出力電圧Voutは添付図の式になります。電流-電圧変換の出力電圧は、電流を I として
Vout = A*I + B
で表されます。Aの誤差が利得誤差、Bがオフセット誤差になります。

この場合、A = -R2*R5/R1 なので、抵抗の誤差が±0.5%のとき、Aの誤差は±1.5%になります(A が最大となるのはR2とR5が0.5%大きくR1が0.5%小さい場合で、Aが最小となるのはR2とR5が0.5%小さくR1が0.5%大きい場合)。R1=100kΩ±0.5%、R2=2MΩ±0.5%、R5=0.47Ω±0.5%なら、A=9.27~9.54 V/A になります(誤差がない場合はA=9.4)。

この回路でのオフセット誤差は、オペアンプの入力オフセット電圧Vosによる誤差と、入力バイアス電流(ib1, ib2)による誤差の和になります。Vosが最大800μVなら、入力オフセット電圧による誤差は 800μV*2MΩ/100kΩ=0.016V = 16mV(最大) になります。なお、Vosは一般に±どちらの値になるかは一定していないので、Vosによる誤差は-16mVから+16mVの範囲になります。

入力バイアス電流による誤差は、R1とR2の並列抵抗とR3とR4の並列抵抗とが等しくなるようにしておけば(この回路ではそのようななっています)、ib1 = ib2 のときはキャンセルされます。しかし実際にはオフセット電流(ib1-ib2)は0ではなく、この場合、ib1-ib2の最大値は±0.9μAなので、入力バイアス電流による誤差は 2MΩ*±0.9μA=±1.8Vと極めて大きくなります。

帰還抵抗がMΩの回路にバイアス電流が数μAのオペアンプを使うのは好ましくありません(オフセット電流も大きいのでバイアス電流をキャンセルしきれない)。バイアス電流が数μAのオペアンプというのは、非常に高い周波数まで動作するオペアンプに多いのですが、高速動作の必要がなければ(電源電流の監視などではその必要はないと思います)、FET入力のオペアンプやCMOSオペアンプを使ったほうがいいです。FET入力のオペアンプやCMOSオペアンプの入力バイアス電流は数pA程度なので、入力バイアス電流による誤差は 2MΩ*±数pA=±数十μV と非常に小さくなります。FET入力のオペアンプやCMOSオペアンプでも最近はVosが最大で数十μV程度のものがあるので、入力オフセット電圧による誤差も上より小さくできます。

なお、差動増幅回路ではコモン電圧に注意する必要があります(オペアンプの入力電圧が電源電圧に近くなると動作しなくなるので)が、この回路では、I=0~500mAのとき、R5の電圧は0~0.24V程度なので問題ありません。出力電圧も-2.2V~0Vの範囲なので問題ないと思います。この回路はI=500mAのとき、出力電圧は-2.2Vと、マイナス電圧になりますが、これはいいのですね?R5に流す電流の向きを逆にすれば(R5の上側をGNDにして、下側から電流を流す)出力は正電圧になります。

オペアンプのオープンループ利得が無限大ならば、出力電圧Voutは添付図の式になります。電流-電圧変換の出力電圧は、電流を I として
Vout = A*I + B
で表されます。Aの誤差が利得誤差、Bがオフセット誤差になります。

この場合、A = -R2*R5/R1 なので、抵抗の誤差が±0.5%のとき、Aの誤差は±1.5%になります(A が最大となるのはR2とR5が0.5%大きくR1が0.5%小さい場合で、Aが最小となるのはR2とR5が0.5%小さくR1が0.5%大きい場合)。R1=100kΩ±0.5%、R2=2MΩ±0.5%、R5=0.47Ω±0.5%なら、A=9.27~9.54 V/A になります...続きを読む

Qオペアンプの入力オフセット電圧

オペアンプにて差動増幅回路を作っています。
通常の差動増幅回路と異なる点は、入力部には反転、非反転入力端子ともにLCフィルタ(LPF)を作っています。
回路チェックのため、回路入力部(LCフィルタ入力端子)をショートしたところ、入力オフセット電圧が差動増幅回路により増幅されアウトプットされます。
ここで問題が発生しました。このアウトプットと増幅率から逆算した入力オフセット電圧がオペアンプの入力オフセット電圧のMaxよりも数倍大きいので。
原因が分からず、会社先輩に確認したところ、LCフィルタの実装のバランス(出来ぐあい)により、オフセットが発生し、それを増幅したためと言っています。
LCフィルタ部分には、パッシブなLCRしかなく、ここでオフセットが発生するとはその原因が理解できません。先輩も良く分かっていません。
本当にこのようなことがあるのでしょうか?

どのような理由でこのような現象が発生しているか、教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

可能性は色々考えられますが、支障の無い範囲で、
回路図、使用部品、ショートさせている作業中の写真、具体的な計算値と実測値
などを公開する方が適切な回答が得られやすいように思います
が会社の関係だと難しいでしょうか。

例えば
・入力部ショート作業の問題
 入力部のショートと言うのがICのピン間を最短で接続、他に何も繋いでいない、ならともかく
 LC回路はそのままで、テスターリード等を人間が押し当てて・・・等だと、じつはアンテナ線を
 押し当てて、ノイズを流し込んでいる。に等しい事に気づいていないとか
 異種金属を押し当てている事による電位差の考慮不足とか
・実装時の寄生抵抗などの考慮不足とか
・単純な計算ミスとか
・部品選択誤り(たとえば型式の最後の1文字が違うだけでオフセットのランクが違うのに、刻印を見間違えているとか)
・データシートの確認不足、オフセットmax時の電源電圧条件他
・使用している電源の仕様確認不足
・出力測定時の測定器選択誤り等
・部品の劣化(入力部に、静電気他過電圧を入力してしまい、完全破壊には至っていないが大きく劣化しているとか)
・etc...

そんな見落としはしていないはず、と思いこんでいる所こそ要チェックです。

可能性は色々考えられますが、支障の無い範囲で、
回路図、使用部品、ショートさせている作業中の写真、具体的な計算値と実測値
などを公開する方が適切な回答が得られやすいように思います
が会社の関係だと難しいでしょうか。

例えば
・入力部ショート作業の問題
 入力部のショートと言うのがICのピン間を最短で接続、他に何も繋いでいない、ならともかく
 LC回路はそのままで、テスターリード等を人間が押し当てて・・・等だと、じつはアンテナ線を
 押し当てて、ノイズを流し込んでいる。に等し...続きを読む

Qopアンプのオフセットと増幅について

センサの出力電圧にオフセットを加え、増幅することを考えています。
いい加減にに設計したところ、なぜかオフセットが加えられません。適当な回路を教えていただけないでしょうか。

使用したいopアンプはLM2904 5Vの単電源で動作させたいと思います。
センサはopアンプのバッファ(非反転 増幅度1)を通しています。
この状態で、センサを動作させると20mVから500mVほどの出力が得られます。
20mVを0V付近までオフセットを加えてから増幅したいと思います。
汎用性を持たせたいので、適当な電圧範囲にある信号を0Vから電源電圧付近までの信号に増幅するような回路としたいと思います。
以前にトラ技で回路を見かけたような気がするのですがバックナンバーを繰っても見つけられません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

どうしても単電源としたいのなら、以下のような回路を試してみてください。

      │\
  Vin ─┤+ \
      |    >┬─ Vout
     ┌┤- / │
     ││/    │
     ├─ R2 ─-┘
     R1
     │
    V1

この回路の出力電圧は
    Vout = ( 1 + R2/R1 )*Vin - ( R2/R1 )*V1
となります。R2 = 0 とすれば利得1のバッファとなりますがオフセット調整ができません。R2 > 0 とすれば利得は1より大きくなりますがオフセット調整できます。R1 = 100kΩ として、R2 を 1kΩの半固定抵抗とすれば、利得は 1~1.01、オフセット調整範囲は 0~0.01*V1 となります。V1 をオペアンプの電源電圧(5V)とすれば、オフセットを 0~50mV の範囲で変えられます。V1 の電圧は1/100 倍されて出力信号に加わるので、V1 はノイズが少なく安定化された電圧源にする必要があります。

上の回路では利得が1より大きくなってしまいますが、下のような回路なら、R1/R3 = R4/R3 とすることにより、利得を正確に1にできます(上の回路はこの回路でR1 = 0、R2 = ∞としたものです)。

            │\
  Vin ─ R1 ┬─┤+ \
         R2 |    >┬─ Vout
  GND ──┘┌┤- / │
           ││/    │
           ├─ R4 ─-┘
          R3
          │
          V1

出力電圧は
   Vout = { ( 1 + R4/R3 )/( 1 + R1/R2 ) }*Vin - ( R4/R3 )*V1
なので、R1 = R2/100、R4 = R3/100 とすれば
   Vout = Vin - V1/100
となって、V1 = 5V のとき、50mVのオフセットをつけられます。R1 = 1kΩ、R2 = 100kΩ、R3 = 100kΩ、R4 = 1kΩ(半固定抵抗) とすれば、利得1でオフセットを 0~50mV の範囲で変えられます。この回路の利得は R1/R3 と R4/R3 の比で決まるので、高精度を必要とするなら、抵抗値を測定して選別するか、高度抵抗を使う必要があります。また、この回路は入力が抵抗になるので入力インピーダンスが小さくなります(R1+R2)。それがいやなら入力に非反転バッファを入れればいいでしょう。

どうしても単電源としたいのなら、以下のような回路を試してみてください。

      │\
  Vin ─┤+ \
      |    >┬─ Vout
     ┌┤- / │
     ││/    │
     ├─ R2 ─-┘
     R1
     │
    V1

この回路の出力電圧は
    Vout = ( 1 + R2/R1 )*Vin - ( R2/R1 )*V1
となります。R2 = 0 とすれば利得1のバッファとなりますがオフセット調整ができません。R2 > 0 とすれば利得は1より大きくなりますがオフセット調整できます。R1 = 100kΩ ...続きを読む

Qオペアンプに使用するパスコンは何故0.1μFなのでしょう?

いろいろ本を見てもパスコンは0.1μFをつければいい。という内容が多く、
何故パスコンの容量が0.1μFがいいかというのがわかりません。
計算式とかがあるのでしょうか?

Aベストアンサー

下記の「図2コンデンサの特性:(b)」を見てください。
http://www.cqpub.co.jp/dwm/contents/0029/dwm002900590.pdf

0.1μFのセラコンは、ほぼ8MHzで共振しています。
つまり8MHzまではキャパシタとしての特性を示しており、これより高い周波数ではインダクタと
なってしまうことがわかります。

0.1μFは単純に計算すると8MHzで0.2Ωのインピーダンスを示し、これは実用上十分低い
インピーダンスと考えられます。
つまり、大ざっぱにいって、10MHzまでは0.1μFのセラコンに守備を任せることができるわけです。
(従って、当然のことですが、10MHz~1GHzを扱うデバイスでは0.1μFでは不十分で、0.01μF~10pFといったキャパシタを並列に入れる必要が出てきます)

では低域の問題はどうでしょうか?
0.1μFは1MHzで2Ω、100kHzでは20Ωとなり、そろそろお役御免です。
この辺りからは、電源側に入れた、より大容量のキャパシタが守備を受け持つことになります。
(この「連携を考えることが、パスコン設計の重要なポイント」です)

ここで考えなければならないのが、この大容量キャパシタと0.1μFセラコンとの距離です。
10MHzは波長30mです。
したがって、(これも大ざっぱな言い方ですが)この1/4λの1/10、すなわち75cmくらいまでは、回路インピーダンスを問題にしなくてよいと考えます。

「1/40」はひとつの目安で、人によって違うと思いますが、経験上、大体これくらいを見ておけば、あまり問題になることはありません。
厳密には、実際に回路を動作させ、て異常が出ればパスコン容量を変えてみる、といった
手法をとります。

上記URLは、横軸目盛りがはっきりしていないので、お詫びにいくつかのパスコンに関するURLを貼っておきます。
ご参考にしてください。
http://www.rohm.co.jp/en/capacitor/what7-j.html
http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/contents/2004/tr0409/0409swpw.pdf
http://www.murata.co.jp/articles/ta0463.html

参考URL:http://www.cqpub.co.jp/dwm/contents/0029/dwm002900590.pdf

下記の「図2コンデンサの特性:(b)」を見てください。
http://www.cqpub.co.jp/dwm/contents/0029/dwm002900590.pdf

0.1μFのセラコンは、ほぼ8MHzで共振しています。
つまり8MHzまではキャパシタとしての特性を示しており、これより高い周波数ではインダクタと
なってしまうことがわかります。

0.1μFは単純に計算すると8MHzで0.2Ωのインピーダンスを示し、これは実用上十分低い
インピーダンスと考えられます。
つまり、大ざっぱにいって、10MHzまでは0.1μFのセラコンに守備を任せることができるわけ...続きを読む

Qボルテージフォロワの役割がよく分かりません。

ボルテージフォロワは、電流が流れることで寄生抵抗によって電圧値が低下しないようにするために、回路の入力段及び出力段に入れるものであると思いますが、
これを入れるのと入れないのでは具体的にどのような違いが表れるのでしょうか?

オペアンプを使った回路では通常、電流は流れないはずですので、このようなものは必要ないように思うのですが、どのような場合に必要になるのでしょうか?

Aベストアンサー

#1のものです。

ちょっと説明がうまくなかったようです。
ボルテージフォロワを使用するのは、次の段の入力インピーダンスが小さく電流がある程度流れる場合に、信号を元の電圧をそのまま受け渡す際に使用します。
とくに信号源の出力インピーダンスが大きいときは信号源に流れる電流を減らすため、受ける側の入力インピーダンスを大きくする必要があります。
反転増幅回路を用いると、入力インピーダンスを大きくすることができません。(反転増幅回路の入力インピーダンスは信号源と反転入力端子の間の抵抗にほぼ等しい。この抵抗の大きさはさほど大きくできない。)
非反転増幅回路を用いると、入力インピーダンスを大きくすることができます(非反転増幅回路の入力インピーダンスは非反転入力と反転入力のピン間インピーダンスにほぼ等しく、かなり大きな値になる。)が、増幅率が1よりも大きくなってしまいます。
これを元の信号のレベルに下げるために抵抗で分圧してしまうと、分圧に使用した抵抗分出力インピーダンスが増えてしまいます。これでは何のためにオペアンプを入れて電流の影響を減らしたの意味がなくなってしまいます。
元の電圧のまま、次の段に受け渡すにはボルテージフォロワがよいということになります。


次に、#1の補足に対して。
>反転増幅回路と非反転増幅回路は単に反転するかしないかの違いだと思っていたのですが、
>それ以外に特性が異なるのですか?
これは、上でも述べていますが、反転増幅回路と非反転増幅回路は、増幅回路の入力インピーダンスが異なります。
信号源の出力インピーダンスが大きく、電流が流れると電圧が変化してしまような用途では入力インピーダンスを高くできる非反転増幅が有利です。

>・出力インピーダンスとは出力端子とグラウンド間のインピーダンスだと思っていたのですが、それでいくと分圧するということは
>出力インピーダンスを下げることになるのではないのでしょうか?
違います。出力インピーダンスとは信号を発生させている元と入力先との間のインピーダンスを意味します。
出力インピーダンスは信号源から流れる電流による電圧降下の大きさを決定付けます。
オペアンプを使った回路での出力インピーダンスは、理想的な状態ですはゼロになります。
分圧用の抵抗を入れてしまうと、分圧に使用した抵抗のうち信号源と入力先に入っている抵抗分が出力インピーダンスとして寄与していしまいます。

>・それと非反転増幅回路の出力を抵抗などで分圧することで増幅率を1以上にするデメリットを教えて下さい。
これは、何かの勘違いですね。
非反転増幅回路で増幅率を1よりも大きくしたいのなら分圧などする必要はありません。
非反転増幅で増幅率を1以下にしたい場合は、何らかの方法で信号を減衰させる必要があります。ここで分圧を使うのはあまり好ましいことではないということです。

#1のものです。

ちょっと説明がうまくなかったようです。
ボルテージフォロワを使用するのは、次の段の入力インピーダンスが小さく電流がある程度流れる場合に、信号を元の電圧をそのまま受け渡す際に使用します。
とくに信号源の出力インピーダンスが大きいときは信号源に流れる電流を減らすため、受ける側の入力インピーダンスを大きくする必要があります。
反転増幅回路を用いると、入力インピーダンスを大きくすることができません。(反転増幅回路の入力インピーダンスは信号源と反転入力端子の間の抵抗...続きを読む

Q可変抵抗器には何故足が3本あるのでしょうか?

基本的な部分で理解できません。

Aベストアンサー

http://www.ops.dti.ne.jp/~ishijima/sei/letselec/letselec7.htm

両端の抵抗値は変わりません。両端と中心の端子の間の抵抗値が変わるようです。


+----+----+
4Ω 4Ω
両端は8Ω 中心と両端は4Ω4Ω

可変抵抗をまわして左にする
++--------+
0Ω 8Ω
両端は8Ω 中心と両端は0Ω8Ω

可変抵抗をまわして右にする
+--------++
8Ω 0Ω
両端は8Ω 中心と両端は8Ω0Ω

Qコンパレータ回路およびヒステリシスコンパレータ

コンパレータ回路(OPアンプを使用した)とは簡単な言葉で説明するとどのような回路なのでしょうか?
あと、ヒステリシスコンパレータとコンパレータ回路の違い、ヒステリシスコンパレータの必要性および動作の特徴を詳しく教えてください。

Aベストアンサー

コンパレータ回路は比較回路ですが合格・不合格の格付け信号を出す回路です。
信号は普通緩やかに上がり下がりしますが雑音そのほかで、ある程度でこぼこがあります。
判定基準が一点だと判定が合格・不合格を激しく繰り返すことになります。
これを防ぐのがヒステリシスです。判定基準を、上り判定基準と下り判定基準の2つ持ちます。
上り判定基準を下り判定基準よりも高くします。
上り判定基準と下り判定基準の間で何度オンオフを繰り返しても結果には変化は出ません。

Q電気・電子回路のバッファについて

電気回路にバッファというものがありますが、これはどのような働きをしているのですか?(74LS~ とか) 安定化のためにあるようですが…
詳しく教えて頂けませんでしょうか。

Aベストアンサー

バッファー(Buffer)は日本語に直訳すれば緩衝増幅器になります。緩衝増幅器は電流(波形)の増幅、電圧(波形)の増幅や整形、出力インピーダンス変換(高出力インピーダンスを低インピーダンスや整合インピーダンスに変換)のために挿入されます。回路1の出力を回路2の入力に接続する時、回路2を接続した影響が回路2に及ばなくしたり、出力波形の整形や出力インピーダンスを変換します。
ディジタル回路では出力用のバッファーでは
1)出力電流増幅、2)出力インピーダンスを下げる、3)論理レベル(1や0に対応する電圧)の電圧レベル調整・波形整形、が目的で
1)と2)はファンアウト増やす機能です。出力のタイプはオープンコレクター(オープンドレイン)、3ステート、単にファンアウトが大きいものがあります。
入力用バッファーでは、1)雑音や論理レベルが明確でないデジタル信号の波形整形(論理1と論理0の明確な信号に再生)、2)後続の回路の負荷(ファンイン)を減らして前置回路への影響を少なくする。
といった目的で使われ、主に入力電圧振幅に対して出力電圧にヒステリシス特性を持つシュミット回路が採用されています。

バッファー(Buffer)は日本語に直訳すれば緩衝増幅器になります。緩衝増幅器は電流(波形)の増幅、電圧(波形)の増幅や整形、出力インピーダンス変換(高出力インピーダンスを低インピーダンスや整合インピーダンスに変換)のために挿入されます。回路1の出力を回路2の入力に接続する時、回路2を接続した影響が回路2に及ばなくしたり、出力波形の整形や出力インピーダンスを変換します。
ディジタル回路では出力用のバッファーでは
1)出力電流増幅、2)出力インピーダンスを下げる、3)論理レベル(1...続きを読む


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