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解決済みの質問

電気・電子回路についての質問です

このオペアンプによる1次HPF回路について質問です。
(1)この回路において、R1を導通(R1=0)させると、完全微分回路となることを示したいのですが、どうすればいいでしょうか??
(2)R1を導通させた時の完全微分回路での問題点はどうなるんでしょうか??

問題点は自分で考えていたのですが、入力信号に高周波信号を加えたときには出力電圧の振幅や位相が、完全微分回路と異なるぐらいしか分からなくて、他に問題点あれば教えて下さい。
よろしくおねがいします。

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投稿日時 - 2010-11-30 19:00:31

QNo.6354363

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

この回路はやはり出力電圧voを反転入力端子に戻す形になっておりますので
負帰還ループ回路です。
↓の積分回路の時とほぼ同様に計算することが出来ます。
http://okwave.jp/qa/q6352693.htmlhttp://okwave.jp/qa/q6352693.html

負帰還ループですので、反転端子はやはり非反転端子と同じ電位になるようにvoが制御されます。
反転入力端子は反転入力端子がGND(0V)になっておりますのでやはり0Vになります。
ここで、コンデンサCに流れる電流を考えてみましょう。コンデンサの両端の電圧は、vi=Q/C,(Q=CVより)・・・(1)となりますので、ここで、流れる電流iを知りたいわけです。電荷Q=∫idtの関係がありますから,両辺を微分するとi=dQ/dtとなります。ですから、回路の入力端子に流れる電流i=d/dt(C*vi)・・・(2)となります。そして出力電圧voは、vo=-i*R2=R2*d/dt・(C*vi)=CR2 d/dt vi・・・(3)となって入力電圧viの微分としてvoが与えられました。そして比例定数はCR2となります。

オペアンプ回路の動作を式で表すときは、とにかく回路に流れる電流に着目する良いでしょう。なんとか電流iを出すことで対外(どんな複雑な回路でも)解決します。電流まで持ってゆけば、後はオームの法則とか簡単に表すことが出来るでしょう。


>問題点は自分で考えていたのですが、入力信号に高周波信号を加えたときには出力電圧の振幅や位相が、完全微分回路と異なるぐらいしか分からなくて、他に問題点あれば教えて下さい。

高周波というのは簡単に言えば単位時間当たりの電圧変化が大きいことを言うわけです。ですから、viに変化の早い電圧信号を加えると当然電流iの変化も式(2)より大きいわけです。するとオペアンプの反応の速さ,つまり入力に対する出力の早さが問題になるわけです。オペアンプのスルーレートとかBG積とかいうファクターによります。
詳しく知りたいときはまた質問してください。
この回答が有益になれば幸いです。

投稿日時 - 2010-11-30 23:34:51

お礼

回答ありがとうございます!

投稿日時 - 2010-12-01 17:14:52

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回答(2)

オペアンプの動作を計算する際の基本的な約束ごとは理解済みですか?
・反転入力と非反転入力の差電圧を増幅する
・入力インピーダンスが非常に高い
・増幅率が非常に高い
・出力インピーダンスが非常に低い
キルヒホッフの式を立てて上記の内容を条件として加えれば、大抵の回路は計算出来ます。

問題点はオペアンプの理想と現実の違いから発生します。
・上記の「非常に高い」はあくまで有限の数値であり∞ではない
・オペアンプにはバイアス電流が流れたりオフセットが存在する

投稿日時 - 2010-12-01 04:59:19

お礼

はい、条件は分かっていました。
なるほど、少し自分で考えれば分かりそうな問題点だったんですね。
回答ありがとうございます!

投稿日時 - 2010-12-01 17:14:28

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