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GB積って何ですか?
GainとBandの積みたいですが、それで何が分かるのですか?

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A 回答 (2件)

増幅器の性能を比較する際の基準のひとつです。



利得(ゲインと言います)を上げる為に負荷インピーダンスを大きくするとそこに存在する浮遊容量(寄生容量)により-3dBカットオフ周波数が下がります(ポールと呼びます)。
反対に、帯域幅を広げようとすると利得を下げる必要があります。
そこで、この相反する利得(GainのG)と帯域幅(BandのB)の積をGB積と言い、その増幅器(トランジスターとかOPアンプとか、トランジスターを利用した回路とか)の性能をあらわします。
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この回答へのお礼

GB積の件、とてもよく分かりました。
ありがとうございました。
実は私は技術系の仕事をしているのですが、
こんな事も知らないでお恥ずかしい限りです。
私も早く人に教えられるような一人前の技術者になりたいと思います。
それでは、失礼いたします。

お礼日時:2001/03/01 08:38

以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「利得帯域幅積(GB積):fGB」
「Gain-Bandwidth Product(GB積)」

http://bono-www.ss.titech.ac.jp/~hajime/uec/dist …
(歪み波形 / オペアンプ編 )

ご参考まで。

参考URL:http://lib1.nippon-foundation.or.jp/1997/1208/co … http://www.click.or.jp/~kiyoshim/m_basic/op_term …
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QオペアンプのGB積

オペアンプの周波数特性にてGB積を求めたいのですが、求め方がよくわかりません。
GB積=電圧利得A(倍率)×周波数f(Hz)
で求めたのですが、それぞれがばらばらの値で、一定になりません。
色々調べるとGBは一定の値をとる。となっています。

良く分かりません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「×GEIN」→「○GAIN」でスペルミスです.寝ぼけていてゴメン.
お詫びに図で説明を;
図はオーディオ用のuPC4570の電圧利得対周波数特性です.
http://www.necel.com/nesdis/image/G10528JJ8V0DS00.pdf
赤線は電圧利得 Av=80dB(1万倍)のときで周波数 f≒1.3kHzとなり,GB積≒1.3*10^07.
青線は電圧利得 Av=40dB(100倍)のときで周波数 f≒120kHzとなり,GB積≒1.2*10^07.
黒線は電圧利得 Av=0dB(1倍)のときで周波数 f≒7MHzとなり,GB積≒7*10^06.
Av=0dBの周波数ゼロクロス周波数と呼び,データシートに記載があります.

とゆうように,適当な電圧利得を選び,そこから水平に線を引いて電圧利得対周波数特性との交点を求め,その時の周波数と電圧利得を掛ければGB積が算出できます.

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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基本的な反転増...続きを読む

Q閉ループゲイン 開ループゲイン

オペアンプの閉ループゲイン、開ループゲインとはそもそも何なのでしょうか?
根本的なとこがわかりません。
どなたかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

[図6.1-41]を見てください。
これが開(オープン)ループゲインです。(青色)
(フィードバックをかけていないときの利得ー周波数特性)
http://my1.interlink.or.jp/~md0858/series4/densi0613.html

70Hzくらいまでは100dBの利得がありますが、より高い周波数では-6dB/oct(=-20dB/decade)でどんどん下がっていき、7MHzくらいで0dBとなります。
(最大利得と周波数特性はオペアンプの種類によって異なるが、この”傾向”はすべてのオペアンプについて言える)

[図6.1-43]を見てください。
例えば80dB(60dB)のフィドバックをかけたとすると、利得は20dB(40dB)になりますが、利得一定の周波数幅がうんと広くなることにお気づきでしょうか?
これが閉ループゲインです。

一般に、オペアンプの開ループゲインは100dB以上ありますが、これを開ループで使うことは滅多にありません。
周波数特性が問題にならないコンパレータのときくらいのものです。

参考URL:http://my1.interlink.or.jp/~md0858/series4/densi0613.html

[図6.1-41]を見てください。
これが開(オープン)ループゲインです。(青色)
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http://my1.interlink.or.jp/~md0858/series4/densi0613.html

70Hzくらいまでは100dBの利得がありますが、より高い周波数では-6dB/oct(=-20dB/decade)でどんどん下がっていき、7MHzくらいで0dBとなります。
(最大利得と周波数特性はオペアンプの種類によって異なるが、この”傾向”はすべてのオペアンプについて言える)

[図6.1-43]を見てください。
例えば80dB(60...続きを読む

Qカットオフ周波数とは何ですか?

ウィキペディアに以下のように書いてました。

遮断周波数(しゃだんしゅうはすう)またはカットオフ周波数(英: Cutoff frequency)とは、物理学や電気工学におけるシステム応答の限界であり、それを超えると入力されたエネルギーは減衰したり反射したりする。典型例として次のような定義がある。
電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。


ですがよくわかりません。
わかりやすく言うとどういったことなのですか?

Aベストアンサー

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です。



電子回路の遮断周波数の場合
-3dB はエネルギー量にして1/2である事を意味します。
つまり、-3dBなるカットオフ周波数とは

「エネルギーの半分以上が通過するといえる」

「エネルギーの半分以上が遮断されるといえる」
の境目です。

>カットオフ周波数は影響がないと考える周波数のことでよろしいでしょうか?
いいえ
例えば高い周波数を通すフィルタがあるとして、カットオフ周波数が1000Hzの場合
1010Hzだと51%通過
1000Hzだと50%通過
990Hzだと49%通過
というようなものをイメージすると解り易いかも。

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です...続きを読む

Q遮断周波数のゲインがなぜ-3dBとなるのか?

私が知っている遮断周波数の知識は・・・
遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
<遮断周波数の定義>
出力電力が入力電力の1/2となる周波数を指す。
電力は電圧の2乗に比例するので
Vout / Vin = 1 / √2
となるので
ゲインG=20log( 1 / √2 )=-3dB
となる。

ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
となるのでしょうか?
定義として見るにしてもなぜこう定義するのか
ご存じの方いらっしゃいましたら教えて下さい。

Aベストアンサー

>ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
>となるのでしょうか?
>定義として見るにしてもなぜこう定義するのか

端的に言えば、
"通過するエネルギー"<"遮断されるエネルギー"
"通過するエネルギー">"遮断されるエネルギー"
が、変わる境目だからです。

>遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
これは、少々誤解を招く表現です。
減衰自体は"遮断周波数"に至る前から始まります。(-3dBに至る前に、-2dBとか、-1dBになる周波数があります)

Q反転増幅器のカットオフ周波数の求め方

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?



   

Aベストアンサー

式が少し違うところがありますが、Fcutは合っています。
V(t)=Asin(2πft)  Aは最大値(片振幅)
dV/dt=2πfAcos(2πft)  t=0のとき、[dV/dt]max=2πfA=SR
よって、f=SR/2πA (あなたの式には2が無い)
SR=0.5[V/μs] A=8[Vp0] とすると、f=0.5/2/3.14/8=0.020[MHz]=20[kHz] (あなたの計算結果と一致)
以上はあなたに従って最初から8Vで計算しましたが、電源電圧(例えば15V)で上限値を求めておくことも必要だと思います。

Qオペアンプ/反転増幅器/頭打ち

オペアンプの反転増幅器における特性について質問します。

ある値で入力電圧をかけ、出力電圧をテスターやオシロスコープで波形を見ると、ある値で頭打ちになってしまいます。オペアンプには、規定の電源電圧において正常に動作する限界値(出力が飽和する電圧)があると耳にしましたが、どういうことでしょうか?

オペアンプについて熟知しておらず、曖昧な質問で申し訳ありません。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

>オペアンプには、規定の電源電圧において正常に動作する限界値(出力が飽和する電圧)があると耳にしましたが、どういうことでしょうか?

まさに言われる通り、ある電圧で出力が飽和してしまうってことです。
まず、当然のことながら、オペアンプはかけられた電源電圧以上の電圧を出力することはできませんから、どんなに頑張っても、電源電圧でオペアンプの出力は飽和してしまいます。

実際には、一般的なオペアンプは、電源電圧まで出すことができず、それより低い電圧で出力が飽和してしまいます。
オペアンプを(特に増幅目的で)使うときには、出力が飽和してしまわないように、入力の大きさを考えて増幅率を設計する必要があります。

Q演算増幅器について

反転増幅器において利得G=2.2、4.7、10[倍]のときの周波数特性を測定しました。また、出力波形からスルーレートを求めました。このとき使用した演算増幅器はLF356です。

(1)GB積は、利得A[倍]×遮断周波数[Hz]で計算することができ、理論的には一定になります。しかし、実際にはいろいろな影響があって一定にはなりません。このとき利得A[倍]のほうの誤差は、電源の内部抵抗や接続抵抗の誤差などを考慮し、そのずれを求めることができました。また、LF356の規格表にGB積の規格値が載っていたので、それから遮断周波数の理論式を組み立てることができました。しかし、そのとき遮断周波数にどのような要因で誤差がでるのか分からないので、誤差を含んだ式を考えることができていません。どのような要因が遮断周波数な影響を与え、誤差をしょうじているのでしょうか?

(2)スルーレートを求めたところ、LF356の規格表に載っている規格値(12[V/us])より0.17[V/us]ほど実験で求めたスルーレートは大きくなりました。例えば抵抗などにはカラーコードがありどのぐらいの誤差が許容されるのか分かりますが、この規格表には載っていませんでした。一般的にスルーレートどのぐらいまでの誤差が許容されるのでしょうか?また、どのような要因で誤差が生じるのでしょうか?

いろいろ調べたのですが、よく分かりませんでした。基本的なこととは思いますがどなたか教えてください。お願いします。

反転増幅器において利得G=2.2、4.7、10[倍]のときの周波数特性を測定しました。また、出力波形からスルーレートを求めました。このとき使用した演算増幅器はLF356です。

(1)GB積は、利得A[倍]×遮断周波数[Hz]で計算することができ、理論的には一定になります。しかし、実際にはいろいろな影響があって一定にはなりません。このとき利得A[倍]のほうの誤差は、電源の内部抵抗や接続抵抗の誤差などを考慮し、そのずれを求めることができました。また、LF356の規格表にGB積の規格値が載っていたので、それから遮断...続きを読む

Aベストアンサー

(2) スルーレートの誤差について
LF356のデータシート [1] の3ページの「AC電気的特性」の表に、SR (Srew Rate)というのが出ていますが、B がついていない LF356 の場合、12 [V/μs] という数値の上に Typ と書いてあります。これは「典型値(Typical Value)であって、上限も下限も保障するものではありません」という意味です。一方、LF356B の場合、数値の上に Min と書いてあります。これは「最小でも 7.5 V/μs あることを保障します」という意味です。

私はアナログIC設計の仕事をしていました。データシートに Typ と書かれている値は、ICを設計するときの中心値の意味で、量産されるICはこの値付近のものが最も多いのですが、その値のバラツキまでは保障しかねる(量産時の検査が大変→コストアップ)という理由で、単に Typ としている項目です。最小値 Min または最大値 Max の記載のある項目は、量産時の特性検査で、その範囲にあるものだけ合格品として出荷しているものです(メーカによっては測定していない場合もあるかもしれません)。LF356B ではスルーレートの最小値(Min)が記載されているので、量産時にその測定がされているはずです(したがって値段は高くなっているはず)。

ICの大量生産では、測定項目が増えると測定時間が長くなり、ある時間で測定できるICの数が減ってしまいます。そうすると、「測定機の値段÷測定できるICの数」が大きくなって、測定コストが増えてしまいます(ICの価格には、設計・製造・販売のすべての費用がかかっています)。そのため、安いICでは、できるだけ測定項目を減らして、最低限の項目だけ検査したりします。お客さんから、この性能を保障して欲しいという要望があったとき、A とか B のサフィックスをつけた型番のICをカタログ上で作って、そのICのために測定項目を増やして、合格品だけをその型番として選別することもあります。実際には特性のバラツキがあって、そのような特性のICがわずかしかできない場合もあるので、そのようなICはかなり割高になります。

[1] LF356データシート http://www.national.com/JPN/ds/LF/LF356.pdf

(2) スルーレートの誤差について
LF356のデータシート [1] の3ページの「AC電気的特性」の表に、SR (Srew Rate)というのが出ていますが、B がついていない LF356 の場合、12 [V/μs] という数値の上に Typ と書いてあります。これは「典型値(Typical Value)であって、上限も下限も保障するものではありません」という意味です。一方、LF356B の場合、数値の上に Min と書いてあります。これは「最小でも 7.5 V/μs あることを保障します」という意味です。

私はアナログIC設計の仕事をしていました。データシ...続きを読む

Q周波数特性の利得の低下について

トランジスタの周波数特性についてお尋ねしたいことがあります。

周波数特性は台形のような形をしているのですが、低域周波数帯と高域周波数帯で利得が低下する原因が分かりません。
初心者でも分かるように簡単に説明してくれませんか?。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

トランジスタの増幅回路で入力や出力の結合部分にコンデンサを使うことが一般的ですがこれが原因で増幅度が小さくなる事は有ります。

つまり
信号源→コンデンサ→増幅回路入り口
と言う場合コンデンサのリアクタンスは1/ωCで計算されますがここでω=2Πfですから周波数fが下がればリアクタンスが大きくなって結合が弱まりますね。また補正のためにエミッタアース間にもコンデンサを入れる事が多いですがこれは周波数が低くなると負帰還が多くなり増幅度は下がります。

逆に周波数が非常に高くなるとベース、エミッタ、コレクタ、各電極の配線などの浮遊容量などによって増幅度を下げる方向に作用します。
殊更高くなると半導体内部の電荷の移動時間すら問題になります。

Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
また、周囲温度やLCRの素子自身で発生する自己発熱で特性が変化します。
測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
LCRの配分を工夫すると誤差やバラツキを少なく出来ます。
 


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