「TwinT発振回路で発振がなぜおきるのか」と、TwinT発振回路とTwinTフィルタ回路の移送回路の違いについて教えてください。

A 回答 (1件)

TwinT発振回路で発振が起こるのは、LCR発振とまったく同じことです。


Lに相当する部分が、トランジスタになっているだけのことで、後はまったく同じことです。

TwinTフィルタの場合には、いわゆるパッシブフィルターと同じことで、CRの特性でLPF(ローパスフィルター)やBPF(バンドパスフィルター)を構成できることでしょう。

移送(位相?)回路については、フィルターそのものが伝達関数を決定付けるのものが、CR(コンデンサ・抵抗)定数に依存しており、同じく発振回路も発振定数がCR(コンデンサ・抵抗)定数に依存しているだけのことです。
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この回答へのお礼

解かりやすい説明ありがとうございます。

お礼日時:2009/05/23 01:30

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Qモーターの回転速度とバッテリーの電圧の関係

お世話になります。

モーターの回転速度とバッテリーの電圧の関係についてお聞きします。

バッテリーA(ニッケル水素):8.4V、1600mAhの公証値→テスター計測値9.02V
バッテリーB(ニッケル水素):9.6V、1300mAhの公証値→テスター計測値10.31V

の2種類のバッテリーが手元にあります。

その2種類のバッテリーをモーターに接続してモーターの回転スピードをテストしたら、バッテリーAの方が明らかに早いのです。

普通、電圧が高いバッテリーの方が、モーターを早く回転させられるのではないのでしょうか???


ちょっと別のテストを実施するために、バッテリーCを借りてきて、

バッテリーB(ニッケル水素):9.6V、1300mAhの公証値→テスター計測値10.31V
バッテリーC(ニッカド):8.6V、600mAhの公証値→テスター計測値8.73V

の、2種類のバッテリーをモーターに接続してモーターの回転スピードをテストしたら、バッテリーCの方が明らかに早いのです。

これって、どう判断すればよいのでしょうか?

※電圧のVは、関係無いの?(笑)


◎備考
バッテリーBのみ電池ボックスを利用。
バッテリーAとバッテリーCにに関しては、ラジコン等で使われているような、パック型のバッテリーです。

最初はこれが理由で、抵抗が発生しており、電圧低下を招いているのかと思ったのですが、テスターで計測したら、10.31Vあったので関係無いと判断したのですが、もしかして?


以上の情報から、お分かりになる方いらっしゃいますでしょうか?

お世話になります。

モーターの回転速度とバッテリーの電圧の関係についてお聞きします。

バッテリーA(ニッケル水素):8.4V、1600mAhの公証値→テスター計測値9.02V
バッテリーB(ニッケル水素):9.6V、1300mAhの公証値→テスター計測値10.31V

の2種類のバッテリーが手元にあります。

その2種類のバッテリーをモーターに接続してモーターの回転スピードをテストしたら、バッテリーAの方が明らかに早いのです。

普通、電圧が高いバッテリーの方が、モーターを早く回転させられるのではないのでし...続きを読む

Aベストアンサー

 No.1回答者の意見にもあるように、動作中の電圧を確認しないと
いけません。
 質問者様の測定されたバッテリー電圧は、解放時電圧ですので内部抵抗が
無視された電圧です。
 バッテリーの内部抵抗によって、動作時にモータ自体にかかる電圧・
流れる電流は変化します。
 定格電力負荷時のバッテリー定格電圧と無負荷時の電圧差が、バッテリーの
内部抵抗で費やされる事になります。
 試験用モータの消費電流が、それぞれの定格電流より大きい場合は、
より内部抵抗での電圧低下が起きますので、モータ回転数の変化は内部抵抗の
大きいバッテリーBほど大きく下がりますね。

 

Q移相型CR発振回路とウィーンブリッチ発振回路の違い

それぞれの仕組み(発振する仕組み)の違いは、反転回路を使うか、と非反転を使うかの違いで、
帰還率も違えば、周波数条件式も発振条件式も違うことはしらべてわかったのですが、
これらは今の生活で何に使われているんでしょうか?

テレビやラジオ、スピーカーにマイクなどに発振回路が使われているのは想像がつくのですが、
それぞれ「これを使うなら~型」と言うように、発振回路の型の違いによって使われる用途は変わってくるのでしょうか?
教えて下さい!!

Aベストアンサー

 昔のオーディオ帯の測定器には、ウイーンブリッジ発振回路を使用した信号発生器がありました。しかし周波数や振幅の正確さなどを追求するとなかなか難しい点があり、また時代がデジタルの方向に変わって来た事もあって、積分回路で三角波を作り、それを折れ線近似で正弦波に変えるタイプのファンクションジェネレータが主流になりました。
 
 現在、移相型やウイーンブリッジ型の発振回路がどこに使われているか、いろいろ考えてみたのですが、思い付きません。直接正弦波を発生する発振器としては、コルピッツ回路やハートレー回路がありますが、これらは高周波用です。低周波の発振で必要とされるのは、ほとんどがデジタル回路用の矩形波です。
 身の回りの正弦波と言うと、時報の音や電話の話中音(ツーツーという音)がありますが、これらも大抵はデジタル的に合成された音です。モデム用ICの中にも、上記話中音を発生するためのPCM回路が内蔵されていたりします。
 従って、個人的な感覚としては、あまり使われていないと思うのですが、それでもこれらの回路の勉強をしなくても良いと思っている訳ではありません。もしかしたら将来、100GHz帯の新しい発振器が開発され、それを等価回路で表したら、移相型やウイーンブリッジ型発振回路と同じだったりするかも知れませんしね。
 
 「移相型とウイーンブリッジ型の違い」という御質問には、記憶によみがえるものがあります。以下かなり個人的な思い出話になりますが、ご容赦下さい。
 
 中学生のときに、移相型CR発振器を自作したことがあります。2連の可変抵抗器を使って周波数を変化できる簡易測定器です。当時ウイーンブリッジ発振回路というものがあることも本で読んで知ってはいたのですが、抵抗とコンデンサをあのようにつないでどうして周波数が決まるのか理解できず、一方で移相型は、CRによる位相遅延回路を3段つなぐのだから、ちょうど180度位相が遅れる周波数で発振するのだという、きわめて私には分かりやすい理屈だったこともあり、移相型で作ることにしました。
 移相型の場合、本来は3連可変抵抗器が必要なのですが、2連のものしか無かったので、1段は固定にしました。全体で180度遅れれば良い訳です。
 また、発振の振幅安定化のために、普通はサーミスタを使用するのですが、田舎の中学生には入手方法がわからず、100V5Wの電球で代用しました。(サーミスタは電流を流すと発熱して抵抗が小さくなります。電球は電流を流すと発熱して抵抗が大きくなります。従って負帰還回路に入れる位置は逆になります)
 そのようにして完成した発振器ですが、いざ動作させてみると、周波数を変えるたびに、振幅がビョンビョンと変化します。周波数を速く変化させると、一旦発振が停止し、おもむろにボヨーンという感じで発振を始めたりします。いろいろ帰還量を調整しても直らず、「たぶんサーミスタでなく電球を使ったのが良くないのだ」と、原因を電球のせいにしてしまいました。
 
 発振条件式について理解されている質問者さんなら、この原因についてはもうお分かりかも知れませんね。ウイーンブリッジ回路の場合、発振条件式には周波数の項は含まれませんが、移相型の場合はもろに周波数の項が含まれます。つまり周波数を変えるたびに、ループゲインが1という状態からずれるので、電球は一生懸命追従しようとしていたのですが、なにぶん熱の時定数による遅れがあり、振幅がとんでもなく変化していたわけです。
 何年かたって、ようやくそのことに気付いた私は、押し入れから発振器を取り出して、ウイーンブリッジ型に改造しました。同じ発振器とは思えないほど、安定な振幅で発振しました。
 
 この経験で私は、「何事も最初はものまねから始る。しかし理屈をちゃんと理解しないと、一人前にはなれないな」と身にしみて思った次第です。

 昔のオーディオ帯の測定器には、ウイーンブリッジ発振回路を使用した信号発生器がありました。しかし周波数や振幅の正確さなどを追求するとなかなか難しい点があり、また時代がデジタルの方向に変わって来た事もあって、積分回路で三角波を作り、それを折れ線近似で正弦波に変えるタイプのファンクションジェネレータが主流になりました。
 
 現在、移相型やウイーンブリッジ型の発振回路がどこに使われているか、いろいろ考えてみたのですが、思い付きません。直接正弦波を発生する発振器としては、コルピ...続きを読む

Q*大至急お願いします!!*DCモーターの制御回路について

バッテリー 24V
モーター 定格24V 16A
を使い、小さな電気駆動車を作成しようとしています。
モーター制御回路を作成したいのですが、上手くいきません。考えた回路を添付しておきます。

この回路だと無負荷の時は異常は起きませんでした。しかし、負荷をかける(人が乗ると)とトランジスタが壊れてしまいました(モーターに電流が流れっぱなし)。コレクタ損失を越えたからだろうと考えています。
モーターの特長がよく分からないのです。

・教えてほしいこと
トランジスタを使ったモーター制御の設計方法。
また、他のモーター制御方法があれば、設計方法を教えてほしいです。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

2SD2083の定格制御電流は12Aですが、モーターの定格16Aに対しても足りません。
つまり、モーターの始動電流=16A×10=160Aでは壊れてもおかしく無いです。(電源能力により、ここまで大電流は流れないし、トランジスタもそこまで電流は流せないので、実際は数倍程度のはずです)
単純にトランジスタの定格制御電流が大きい物に変える方法もありますが、人が乗る車の場合は、このような単純な回路では、始動電流が過大になるので、実用的では無いと思います。
したがって、PWM制御回路などを使って、ソフトスタート出来る回路を組んだ方が良いと思いますよ。
マイコンでパルス電流を与えられるはずなので、モーターのー極と+極の間にフライホイールダイオードを組む事で可能だと思います。(フライホイールダイオードは、モーターのー極から+極へ電流が流れるようにつなぎます)
トランジスタの制御電流を超えないように、パルス幅を工夫してプログラムを組んでください。(モーターに定格電流を流したいならば、トランジスターはもっと余裕の有るものに変える必要があるかもしれません)
モーターと車輪のギヤ比を工夫して、始動時の負荷を軽減するなどの機械設計も考えた方が良いです。

2SD2083の定格制御電流は12Aですが、モーターの定格16Aに対しても足りません。
つまり、モーターの始動電流=16A×10=160Aでは壊れてもおかしく無いです。(電源能力により、ここまで大電流は流れないし、トランジスタもそこまで電流は流せないので、実際は数倍程度のはずです)
単純にトランジスタの定格制御電流が大きい物に変える方法もありますが、人が乗る車の場合は、このような単純な回路では、始動電流が過大になるので、実用的では無いと思います。
したがって、PWM制御回路などを使って、ソフトスタート...続きを読む

Q位相型発振回路とブリッジ型発振回路の発振条件

位相型発振回路とブリッジ型発振回路の発振条件が分からなくて困ってます。 
知っている方がいたら教えてください

Aベストアンサー

位相が回ってゲインが1以上で発信するわけですが、詳しくは以下のページをご覧下さい。
http://www.rlc.gr.jp/project/e_circuit/analog/opamp/wien_bridge/genri/genri.htm
http://www.madlabo.com/mad/edat/DipMeter/oscgenri.htm

Qモーター駆動回路

添付回路図ですが、モーターの正転、逆転のスイッチを押した瞬間に半導体は壊れないでしょうか?
また、正転逆転同時に押した場合はどうでしょうか?
電子的な速度で瞬間的に半導体に過電流が流れ壊れないでしょうか?
スイッチング素子は絶対最大電流は7Aのようです。

Aベストアンサー

今日は。

この回路ですと「モーターの正転、逆転のスイッチを押した瞬間に半導体は」

 壊れます。

 DCモータには等価的にインダクタンスが含まれます。そのインダクタンスのためにモータの電流を遮断するたびに非常に大きな逆起電力電圧が発生します。その大きな逆起電圧がドライブ用のFET(CPH3440)に加わりFET(CPH3440)が耐圧オーバーで破壊されてしまいます。

「また、正転逆転同時に押した場合」に最後にOffされたスイッチにより同様に大きな逆起電力電圧が発生するため、ドライブ用のFET(CPH3440)が破壊されます。

こちら(http://yahoo.jp/box/9DbTqh)に、回路図とシミュレーション結果をアップしました。

 回路でDCMはDCモータでモータの駆動端子はe+とe-で表されてます。また、m+とm-はモータの負荷端子です。
 また、FETは同じもののmodelが無かったためCPH3440に近い特性のFETを使用しました。

 7777777vさんの回路との違いは2つあります。
まず、

1)モータのインダクタンスによる逆起電力電圧によりFETが破壊されるのを防ぐために1Aクラス以上のダイオードD1,D2をを図のように取り付けます。
2)また、トランジスタQ1,Q2がスイッチがoffされた場合にopenになってしまいQ1,Q2のOffへの切り替わりが遅くなってしまいますのでスイッチがoff時にそれぞれのトランジスタのベースのインピーダンスを下げるために図のように抵抗R7(10kΩ)、R8(10kΩ)を取り付けます。

以上の対策で問題なく動作するようになると思います。

今日は。

この回路ですと「モーターの正転、逆転のスイッチを押した瞬間に半導体は」

 壊れます。

 DCモータには等価的にインダクタンスが含まれます。そのインダクタンスのためにモータの電流を遮断するたびに非常に大きな逆起電力電圧が発生します。その大きな逆起電圧がドライブ用のFET(CPH3440)に加わりFET(CPH3440)が耐圧オーバーで破壊されてしまいます。

「また、正転逆転同時に押した場合」に最後にOffされたスイッチにより同様に大きな逆起電力電圧が発生するため、ドライブ用のFET(CPH3440)...続きを読む

Q三角波発振回路及び正弦波発振回路について

三角波発振回路及びウィーンブリッジを用いた正弦波発振回路の周波数の算出式の導出方法がわからなくて困っています。こちらのサイト(http://www.hobby-elec.org/menu.htm)で算出式はわかったんですが、あいにく図書館もしまっており、手元に資料がないため、導出方法がさっぱりわかりません。どなたかご存知の方がいらっしゃいましたら教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

質問の意味は、以下の式をどうやって計算するか?ということでしょうか。

f = 1/{ 2*π*√(C1*C2*R1*R2) }

資料 [1] にある回路(基本構成のほう)を簡略化したのが下の図です。

          ← i1 + i2
     ┌───R2──C2──-┐
     │v0    ┏━━━━┓  │
 i1┌─┼───┨IN OUT ┠-┴─ v1
 ↓C1 R1↓i2 ┗━━━━┛
  └─┤
     ┷
    GND

OPアンプを固定利得のアンプとみなして、入出力だけあるとします。C1に流れる電流を i1、R1に流れる電流を i2 とすると、R2とC2に流れる電流は i1 + i2 になります(アンプの入力には電流は流れないとする)。また、アンプの入力電圧を v0、出力電圧を v1 とします。すると、素子を流れる電流と素子電圧の関係は

i1 = j*ω*C1*v0 --- [1]
i2 = v0/R1    ---[2]
i1 + i2 = ( v1 - v0)/{ R2 + 1/( j*ω*C1 ) } --- [3]

となります(注1)。式 [1] と [2] を [3] に代入すると

j*ω*C1*v0 + v0/R1 = ( v1 - v0)/{ R2 + 1/( j*ω*C1 ) }

となります。ただし、ω=2*π*f で f は周波数。これを整理すると

v2 = [ 1+C1/C2 + R2/R1 + j*ω*{ ω*C1R2 - 1/( ω*C2*R1) } ]*v0 --- [4]

となります。この回路が発振器として動作するには、v1 と v0 の位相が一致している必要があるので、虚数の項がゼロ、つまり

ω*C1*R2 - 1/( ω*C2*R1) = 0 → ω^2 = 1/( C1*C2*R1*R2 ) → f = 1/{ 2*π*√( C1*C2*R1*R2 ) } --- [5]

となります。C = C1 = C2、R = R1 = R2とすると f = 1/( 2*π*C*R) となります。

(注1)素子のインピーダンスを Z、素子の両端の電圧を v としたとき、素子に流れる電流 i は、i = v/Z であらわされます。抵抗なら Z = R、コンデンサなら Z = 1/(j*ω*C) です。Rの単位が Ω、C の単位が F のとき、f の単位は Hz となります。

[1] ウィーンブリッジ発振回路の原理 http://www.hobby-elec.org/ckt18_2.htm#3

質問の意味は、以下の式をどうやって計算するか?ということでしょうか。

f = 1/{ 2*π*√(C1*C2*R1*R2) }

資料 [1] にある回路(基本構成のほう)を簡略化したのが下の図です。

          ← i1 + i2
     ┌───R2──C2──-┐
     │v0    ┏━━━━┓  │
 i1┌─┼───┨IN OUT ┠-┴─ v1
 ↓C1 R1↓i2 ┗━━━━┛
  └─┤
     ┷
    GND

OPアンプを固定利得のアンプとみなして、入出力だけあるとします。C1に流れる電流を i1、R1に流れる電流を i2 とすると、R2とC2に流れる...続きを読む

QDCモーターの制御方法、回路について教えて下さい。

 5インチの乗用鉄道模型の電動機関車を作っています。モーターは中国製の電動スクーターのモーターを使います。DC24ボルト・200 W・11.5Aのラベルがあります。このモーターの制御ができるような方法を教えて頂きたいのです。スクーターについているコントローラーを使用するつもりでしたが、動きませんでした。(バッテリーと直結すればモーターは回転します)
 
鉄道模型のメーカーのコントローラーを購入すれば早いのですが、かなり高価ですので、できるだけ安く仕上げたいと思っています。 
 
(1)共立電子のモーターコントローラーキットのワンダーキットBOSO-8で制御できるのでしょうか? 
 
(2)発熱が大きいとは思いますが、可変抵抗のホーロー製の100W10オームぐらいのレオスタットで制御できるのでしょうか?(何オームの抵抗器がよいのでしょうか?)
 
(3)それとも電子工作の初心者でも、部品を手に入れられて、組み立てられるようなセットや回路があるでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>(1)共立電子のモーターコントローラーキットのワンダーキットBOSO-8で制御できるのでしょうか? 

少なくともそのまま繋ぐのは無理です。

>(2)発熱が大きいとは思いますが、可変抵抗のホーロー製の100W10オームぐらいのレオスタットで制御できるのでしょうか?(何オームの抵抗器がよいのでしょうか?)

出来なくもありませんが、「100W-10オームの可変抵抗」って、現在では電子制御ユニットより入手は難しく、安くもないはずですよ。
昔の電車であったように、複数の抵抗器を繋ぎスイッチで切り替える方がまだ現実的かも。
手作りに拘るなら、抵抗も自作する方法もなくはないです。
例えば、ホームセンターで一巻60円程度のステンレス針金(太さ0.28mm程度の細いもの)と
レンガを買ってきて、電熱器よろしく巻きつけて自作抵抗器を作るとか
必要な針金の長さを調整しおわったら、上からセメントを塗って保護、
当然発熱はしますから、火傷その他には注意が必要です。

>(3)それとも電子工作の初心者でも、部品を手に入れられて、組み立てられるようなセットや回路があるでしょうか?

スクーターについているコントローラーを使用するのが簡単でしょう。
>スクーターについているコントローラーを使用するつもりでしたが、動きませんでした。
ありがちな例でいうと、モーターの駆動に関係なさそうだからというような思い込みで、センサー類とか保安部品類への配線を外したままにしていませんか?
普通は、配線切れ異常を検知して駆動しなくなるはずですよ。

>(1)共立電子のモーターコントローラーキットのワンダーキットBOSO-8で制御できるのでしょうか? 

少なくともそのまま繋ぐのは無理です。

>(2)発熱が大きいとは思いますが、可変抵抗のホーロー製の100W10オームぐらいのレオスタットで制御できるのでしょうか?(何オームの抵抗器がよいのでしょうか?)

出来なくもありませんが、「100W-10オームの可変抵抗」って、現在では電子制御ユニットより入手は難しく、安くもないはずですよ。
昔の電車であったように、複数の抵抗器を繋ぎスイッチで切り替える方が...続きを読む

QLC発振回路の発振周波数が理論値と実験値で合わない!!

本日LとCを使った発振回路を作ったのですが,オシロスコープで測定した発振周波数と,計算で求めた理論値とを比較してみると30%程のずれがあります.これはどのような原因が考えられるのでしょうか?

Aベストアンサー

理論式ではアンプ内のLやC成分は勿論、コイルを純粋誘導性リアクタンスと見るし、又コンデンサーを純粋な容量性リアクタンスと考えるでしょう?

でも実際はコイルは線間に静電容量が有りますし、コンデンサーにもリード線や電極に誘導性リアクタンス成分が有ります。
アンプの内部にも両リアクタンスや抵抗成分、又アンプの入力側と出力側の間の静電容量が有ります。

結局それらが複雑に絡み合い単純計算では求められません。しかしこれは理論では説明できないと言うことでは有りません。仮に各種パラメーターを考慮すれば正確に求められるでしょうけど問題の趣旨と離れるので話を簡単にしたのでは有りませんか。

Qモーターのフルブリッジドライバ回路

DCモーター(マブチモーターレベル)をトランジスタでフルブリッジ回路を組むとじかに電池接続したよりも高い電圧が必要になるようですがトランジスタの特性上のものでしょうか?
FETでフルブリッジ回路を組むと変わってくるのでしょうか?

Aベストアンサー

フルブリッジドライバ回路はモーターの正・逆回転を電子制御する為に採用されて
います。
ラジコンのサーボモーターや、少し前のVTRなどのテープ駆動回路のモーター制御の
正・逆回転を電子制御しています。

>電池接続したよりも高い電圧が必要になるようですがトランジスタの特性上のものでしょうか?
リレーなどの機械的接点で制御するなら電圧低下は無視できますが、トランジスタ等の
場合には飽和電圧が存在し、どんなに頑張っても0.2Vから0.3Vの飽和電圧が発生します。
 電子回路で制御する場合は、通常電源電圧の-0.2Vから-0.3Vの範囲でしか利用できません。
FETの場合には飽和電圧がより少ないタイプも開発されていますのでそちらを選択すると
電源電圧の利用率が改善されます。

よって、フルブリッジドライバ回路の場合0.2Vから0.3VX2倍の電圧低下が発生します。
トランジスタの特性上のものであるのと同時に、制御回路を挿入するとエネルギーの
ロスとして、利用電圧低下が発生します。
信号電圧波形の直線性を必要とする用途では、必要な出力電圧範囲+5Vから+10V程度を
供給している場合があります。
 

フルブリッジドライバ回路はモーターの正・逆回転を電子制御する為に採用されて
います。
ラジコンのサーボモーターや、少し前のVTRなどのテープ駆動回路のモーター制御の
正・逆回転を電子制御しています。

>電池接続したよりも高い電圧が必要になるようですがトランジスタの特性上のものでしょうか?
リレーなどの機械的接点で制御するなら電圧低下は無視できますが、トランジスタ等の
場合には飽和電圧が存在し、どんなに頑張っても0.2Vから0.3Vの飽和電圧が発生します。
 電子回路で制御する場合は...続きを読む

QCR発振回路にサーミスタをなぜ?

レポートの考察にCR発信器にサーミスターが使われることが多いのはなぜという項目があり,その理由が分からず困っています。
どなたか知っている人がいれば出来るだけ詳しく教えてください。

お願いします

Aベストアンサー

#1さんの言っていることもありますが、主に振幅制御の方がメインです。正弦波を発振させるためには、ゲインを厳密に1にしなければなりませんが、極めて難しいです。そこで、出力が大きくなったらゲインを下げる仕組みを組み込みます。それがサーミスタです。なぜそういうことができるかは、考えてみてください。他の方法として電球やFETを使う方法もあります。


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