No.1ベストアンサー
- 回答日時:
かなり大雑把に説明いたしますね。
この図のようにオペアンプの出力を反転入力端子(-の入力のこと)に戻す形の回路を負帰還ループと呼びます。負帰還ループを組むと反転端子の電圧を非反転端子(+の入力端子)の電圧と等しくなるように出力電圧voは決まります。ここで、非反転端子はGNDに繋がってますから0Vです。ですから図の回路の反転端子は、0Vになるようにvoが出力されるように動作します。また、オペアンプの入力端子には電流はほとんど流れないように動作します。これを踏まえてみてみます。今、回路にはviが与えられています。そしてこのviが正(プラス)の電圧がかかってるとします。反転端子は0Vになるように動作しますので、R1には電圧viがかかっている事になります。ですから、抵抗R1には電流 i=vi/R1・・・(1) の電流が流れます。
さて、この電流iは、理想的なオペアンプでは入力端子には流れませんから(実際のオペアンプは入力バイアス電流といって微小は電流が流れる)抵抗R2が無ければ、コンデンサCへ流れるわけです。ここで、コンデンサ(コンデンサの初期状態として電荷Q=0)の両端の電圧Vは、V=Q/C,(Q=∫idt) V=1/C∫idt・・・(2) となります。
さて、回路の電流の流れる方向から見てみると、viが正(負)であれば、反転端子を0Vにするためにはvoは、負(正)になるはずです。ですから今、+viなら-voと表せます。
すると、(2)の式は、vo=-1/C∫idt ・・・(3) と表せます。
よって、(1),(3)より
vo=-1/C∫vi/R1 dt=-1/(CR1)∫vi/R1 dt・・・(4)
となり、出力電圧voは、入力電圧viの積分したものとなります。そして、その比例定数が-1/(CR1)となりました。
>完全積分回路の問題点って何かあったら教えて下さい。
ここまでの説明は、理想オペアンプの入力端子には電流が流れない、“0”として計算してきましたが、実際には微小な電流(入力バイアス電流)が流れています。すると、式(2)にiにバイアス電流Δiが加算されるのが現実となります。Δiが微笑であってもコンデンサに時間と共に電荷が溜まって行きコンデンサの両端の電圧として現れてきてしまいます。これが完全積分回路の問題点です。ですから、現実的には大きなR2 (R1<<R2) を入れて、Δi分お電流によって溜まったコンデンサの電荷を消費するようにします(ちょっと厳密ではないですがイメージとして理解しておいてください)。
分かりにくい説明ではありますが、こんな感じでなんとなくイメージとしてつかんでいただければ幸いです。
No.2
- 回答日時:
「完全積分回路の問題点」というのは、R2 を取り去った積分回路を、現実のオペアンプで作ったときの問題点という意味でしょうか。
だとしたら以下の点になると思います。(1) オペアンプの利得が無限大でないための誤差
・入力信号にステップ状に変化する電圧を加えたとき、出力電圧の変化率が、完全積分器と異なる
・入力信号に高周波信号を加えたとき、出力電圧の振幅や位相が、完全積分器と異なる
(2) オペアンプの入力オフセット電圧と入力バイアス電流がゼロでないことによる誤差
・入力電圧がゼロのときの出力電圧がゼロにならない
・周囲温度が変わったとき、入力電圧がゼロのときの出力電圧が変動する
ここ(http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/gikan/report/04/s …)に、そのような完全積分回路の問題点を解析した結果が出ています。
この回答へのお礼
お礼日時:2010/11/30 18:16
なるほど、実験中でR2を取り除いて実験した時に、オシロスコープに変なバイアスが出たのは零じゃないからだったのか。。。。
ありがとうございます!!
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 工学 電気回路の問題です。 (1)回路の入力インピーダンスZ0。 (2)回路の共振周波数を求めよ。また、そ 2 2023/05/28 23:09
- 物理学 この問題における抵抗r1とxってどのように考えれば良いのでしょうか?トルクはT=P2/ωsなのでP2 1 2022/06/19 18:46
- 工学 電気回路の問題の質問 6 2022/05/22 07:20
- 中学校 中2の理科『電流と回路』について質問です。並列回路全体の抵抗は 1/R=1/R1+1/R2 で求めら 5 2023/02/14 20:52
- バッテリー・充電器・電池 小型シール鉛蓄電池の放電後の電池電圧について教えてください。 5 2022/09/08 10:10
- その他(形式科学) 積分回路について 1 2022/07/13 12:59
- 物理学 この問題の(1)で、電熱線Bの発生する熱量はAの3分の1だから、消費電力もAの3分の1になると思って 9 2023/03/21 10:26
- 物理学 誘導起電力について 誘導起電力Vはファラデーの法則より、φを回路を貫く磁束として、 V=-(dφ)/ 1 2023/03/01 05:13
- 物理学 無励磁作動型電磁ブレーキの作動について 4 2022/05/18 11:18
- 工学 図のサイリスタ制御調整回路において、 UJT 電源回路にコンデンサをいれて 、R1-UJT-R2間に 1 2022/06/23 14:03
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
このような波形から時定数を求...
-
充電器の表記の意味を教えて下...
-
アダプターはアンペアが違うと...
-
半波、全波整流回路の電圧波形...
-
高校の物理学 電気回路(テブナ...
-
整流回路の理論値
-
小型シール鉛蓄電池の放電後の...
-
3軸加速センサーのオフセット値...
-
電圧-電流変換回路って?
-
スケールファクタってなんです...
-
サイリスタを使用した場合の電...
-
出力電圧の求め方
-
モニターの電源ケーブルは他社...
-
(デジタル回路)TTLとCMOSの接...
-
エミッタ接地回路の出力インピ...
-
ACサーボモータのトルクについて
-
電源アダプターを使いまわして...
-
クリッパ回路についてです 電源...
-
交流発電機の出力電圧は負荷に...
-
出力電圧Voのリップル率が最も...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報