オペアンプ 発振 回路 正弦 波 - ふじょ し うっかり げ い に 告 る 最終 回
■問題 図1 は,OPアンプ(LT1001)を使ったウィーン・ブリッジ発振回路(Wein Bridge Oscillator)です. 回路は,OPアンプ,二つのコンデンサ(C 1 = C 2 =0. 01μF),四つの抵抗(R 1 =R 2 =R 3 =10kΩとR 4 )で構成しました. R 4 は,非反転増幅器のゲインを決める抵抗で,R 4 を適切に調整すると,正弦波の発振出力となります.正弦波の発振出力となるR 4 の値は,次の(a)~(d)のうちどれでしょうか.なお,計算を簡単にするため,OPアンプは理想とします. 図1 ウィーン・ブリッジ発振回路 (a)10kΩ,(b)20kΩ,(c)30kΩ,(d)40kΩ ■ヒント ウィーン・ブリッジ発振回路は,OPアンプの出力から非反転端子へR 1 ,C 1 ,R 2 ,C 2 を介して正帰還しています.この帰還率β(jω)の周波数特性は,R 1 とC 1 の直列回路とR 2 とC 2 の並列回路からなるバンド・パス・フィルタ(BPF)であり,中心周波数の位相シフトは0°です.その信号がOPアンプとR 3 ,R 4 で構成する非反転増幅器の入力となり「|G(jω)|=1+R 4 /R 3 」のゲインで増幅した信号は,再び非反転増幅器の入力に戻り,正帰還ループとなります.帰還率β(jω)の中心周波数のゲインは1より減衰しますので「|G(jω)β(jω)|=1」となるように,減衰分を非反転増幅器で増幅しなければなりません.このときのゲインよりR 4 を計算すると求まります. 「|G(jω)β(jω)|=1」の条件は,バルクハウゼン基準(Barkhausen criterion)と呼びます. ウィーン・ブリッジ回路は,ブリッジ回路の一つで,コンデンサの容量を測定するために,Max Wien氏により開発されました.これを発振回路に応用したのがウィーン・ブリッジ発振回路です. 正弦波の発振回路は水晶振動子やセミック発振子,コイルとコンデンサを使った回路などがありますが,これらは高周波の用途で,低周波には向きません.低周波の正弦波発振回路はウィーン・ブリッジ発振回路などのOPアンプ,コンデンサ,抵抗で作るCR型の発振回路が向いており抵抗で発振周波数を変えられるメリットもあります.ウィーン・ブリッジ発振回路は,トーン信号発生や低周波のクロック発生などに使われています.
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図5 図4のシミュレーション結果 20kΩのとき正弦波の発振波形となる. 図4 の回路で過渡解析の時間を2秒まで増やしたシミュレーション結果が 図6 です.このように長い時間でみると,発振は収束しています.原因は,先ほどの計算において,OPアンプを理想としているためです.非反転増幅器のゲインを微調整して,正弦波の発振を継続するのは意外と難しいため,回路の工夫が必要となります.この対策回路はいろいろなものがありますが,ここでは非反転増幅器のゲインを自動で調整する例について解説します. 図6 R 4 が20kΩで2秒までシミュレーションした結果 長い時間でみると,発振は収束している. ●AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路 図7 は,ウィーン・ブリッジ発振回路のゲインを,発振出力の振幅を検知して自動でコントロールするAGC(Auto Gain Control)付きウィーン・ブリッジ発振回路の例です.ここでは動作が理解しやすいシンプルなものを選びました. 図4 と 図7 の回路を比較すると, 図7 は新たにQ 1 ,D 1 ,R 5 ,C 3 を追加しています.Q 1 はNチャネルのJFET(Junction Field Effect Transistor)で,V GS が0Vのときドレイン電流が最大で,V GS の負電圧が大きくなるほど(V GS <0V)ドレイン電流は小さくなります.このドレイン電流の変化は,ドレイン-ソース間の抵抗値(R DS)の変化にみえます.したがって非反転増幅器のゲイン(G)は「1+R 4 /(R 3 +R DS)」となります.Q 1 のゲート電圧は,D 1 ,R 5 ,C 3 により,発振出力を半坡整流し平滑した負の電圧です.これにより,発振振幅が小さなときは,Q 1 のR DS は小さく,非反転増幅器のゲインは「G>3」となって発振が早く成長するようになり,反対に発振振幅が成長して大きくなると,R DS が大きくなり,非反転増幅器のゲインが下がりAGCとして動作します. 図7 AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路 ●AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路の動作をシミュレーションで確かめる 図8 は, 図7 のシミュレーション結果で,ウィーン・ブリッジ発振回路の発振出力とQ 1 のドレイン-ソース間の抵抗値とQ 1 のゲート電圧をプロットしました.発振出力振幅が小さいときは,Q 1 のゲート電圧は0V付近にあり,Q 1 は電流を流すことから,ドレイン-ソース間の抵抗R DS は約50Ωです.この状態の非反転増幅器のゲイン(G)は「1+10kΩ/4.
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5) 発振が落ち着いているとき,R 1 の電流は,R 5 とR 6 の電流を加えた値なので式6となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6) i R1 ,i R5 ,i R6 の各電流を式4と式5の電圧と回路の抵抗からオームの法則で求め,式6へ代入して整理すると発振振幅は式7となります.ここでV D はD 1 とD 2 がONしたときの順方向電圧です. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7) 図6 のダイオードと 図1 のダイオードは,同じダイオードなので,順方向電圧を 図4 から求まる「V D =0. 37V」とし,回路の抵抗値を用いて式7の発振振幅を求めると「±1. 64V」と概算できます. ●AGCにコンデンサやJFETを使わない回路のシミュレーション 図7 は, 図6 のシミュレーション結果で,OUTの電圧をプロットしました.OUTの発振振幅は正弦波の発振で出力振幅は「±1. 87V」となり,式7を使った概算に近い出力電圧となります. 実際の回路では,R 2 の構成に可変抵抗を加えた抵抗とし,発振振幅を調整すると良いと思います. 図7 図6のシミュレーション結果 発振振幅は±1. 87V. 図8 は, 図7 のOUTの発振波形をFFTした結果です.発振周波数は式1の「R=10kΩ,C=0. 6kHz」となります. 図5 の結果と比べると3次高調波や5次高調波のクロスオーバひずみがありますが, 図1 のコンデンサとNチャネルJFETを使わなくても実用的な正弦波発振回路となります. 図8 図7のFFT結果(400ms~500ms間) ウィーン・ブリッジ発振回路は,発振振幅を制限する回路を入れないと電源電圧付近まで発振が成長して,波の頂点がクリップしたような発振波形になります. 図1 や 図6 のようにAGCを用いた回路で発振振幅を制限すると,ひずみが少ない正弦波発振回路となります. ■データ・ファイル 解説に使用しました,LTspiceの回路をダウンロードできます. ●データ・ファイル内容 :図1の回路 :図1のプロットを指定するファイル :図6の回路 :図6のプロットを指定するファイル ■LTspice関連リンク先 (1) LTspice ダウンロード先 (2) LTspice Users Club (3) トランジスタ技術公式サイト LTspiceの部屋はこちら (4) LTspice電子回路マラソン・アーカイブs (5) LTspiceアナログ電子回路入門・アーカイブs (6) LTspice電源&アナログ回路入門・アーカイブs (7) IoT時代のLTspiceアナログ回路入門アーカイブs (8) オームの法則から学ぶLTspiceアナログ回路入門アーカイブs
図2 (a)発振回路のブロック図 (b)ウィーン・ブリッジ発振回路の等価回路図 ●ウィーン・ブリッジ発振回路の発振周波数と非反転増幅器のゲインを計算する 解答では,具体的なインピーダンス値を使って求めましたが,ここでは一般式を用いて解説します. 図2(b) のウィーン・ブリッジ発振回路の等価回路図で,正帰還側の帰還率β(jω)は,RC直列回路のインピーダンス「Z a =R+1/jωC」と.RC並列回路のインピーダンス「Z b =R/(1+jωCR)」より,式7となり,整理すると式8となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・(7) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8) β(jω)の周波数特性を 図3 に示します. 図3 R=10kΩ,C=0. 01μFのβ(jω)周波数特性 中心周波数のゲインが1/3倍,位相が0° 帰還率β(jω)は,「ハイ・パス・フィルタ(HPF)」と「ロー・パス・フィルタ(LPF)」を組み合わせた「バンド・パス・フィルタ(BPF)」としての働きがあります.BPFの中心周波数より十分低い周波数の位相は,+90°であり,十分高い周波数の位相は-90°です.この間を周波数に応じて位相シフトします.式7において,BPFの中心周波数(ω)が「1/CR」のときの位相を確かめると,虚数部がゼロになり,ゆえに位相は0°となります.このときの帰還率のゲインは「|β(jω)|=1/3」となります.これは 図3 でも確認できます.また,発振させるためには「|G(jω)β(jω)|=1」が条件ですので,式6のように「G=3」が必要であることも分かります. 以上の特性を持つBPFが正帰還ループに入るため,ウィーン・ブリッジ発振器は「|G(jω)β(jω)|=1」かつ,位相が0°となるBPFの中心周波数(ω)が「1/CR」で発振します.また,ωは2πfなので「f=1/2πCR」となります. ●ウィーン・ブリッジ発振回路をLTspiceで確かめる 図4 は, 図1 のウィーン・ブリッジ発振回路をシミュレーションする回路で,R 4 の抵抗値を変数にし「. stepコマンド」で10kΩ,20kΩ,30kΩ,40kΩを切り替えています. 図4 図1をシミュレーションする回路 R 4 の抵抗値を変数にし,4種類の抵抗値でシミュレーションする 図5 は, 図4 のシミュレーション結果です.10kΩのときは非反転増幅器のゲイン(G)は2倍ですので「|G(jω)β(jω)|<1」となり,発振は成長しません.20kΩのときは「|G(jω)β(jω)|=1」であり,正弦波の発振波形となります.30kΩ,40kΩのときは「|G(jω)β(jω)|>1」となり,正帰還量が多いため,発振は成長し続けやがて,OPアンプの最大出力電圧で制限がかかり波形は歪みます.
『腐女子、うっかりゲイに告る。』最終回。マコトの秘密は秘密 - 鑪選り－漫画・小説・ドラマ感想
— NHKドラマ (@nhk_dramas) 2019年5月11日 4話の見どころは、意図せず、純(金子 大地)がゲイであることが紗枝(藤野 涼子)に知られます。 ダブルデートで日帰り温泉旅行の最中、ネットの友人・ファーレンハイト(声・小野賢章)からメールで遺書が届きます。 動揺する純は、家族で温泉に来ていた誠(谷原 章介)に助けを求めました。 純が心配になり、後を追って来た紗枝は、誠と純のキスを目撃します。 関連記事 『腐女子、うっかりゲイに告る。』4話のネタバレ感想!ファーレンハイトの死に崩壊する純! 5話のあらすじネタバレ よるドラ 【 #腐女子うっかりゲイに告る 】 1週間おまたせしました! まもなく11:30。 第5回タイトルは…ついにキタ!! 「Bohemian Rhapsody」 はな子✿もTV前に スタンバイ完了! — NHKドラマ (@nhk_dramas) 2019年5月18日 5話の見どころは、純(金子 大地)がゲイであることが学校中に広まり、徐々に追い詰められて行きます。 純が美術部の部室で紗枝(藤野 涼子)にしたカミングアウトを、雄介(内藤 秀一郎)は盗み聞きしていました。 雄介は紗枝を騙したと憤り、純と殴り合いの喧嘩になります。 翌日、クラスメイトにゲイであることがバレていました。 屋上では、純とは知らずに下級生がゲイの3年生の噂話をしていました。 体育の着替えで教室に戻ると、雄介に出て行けと恫喝されます。 そして、教室を出た純はベランダの手すりの上に立ちます。 関連記事 『腐女子、うっかりゲイに告る。』5話のネタバレ感想!おっさんずラブの世界は理想郷? 『腐女子、うっかりゲイに告る。』8話（最終回）のネタバレ感想！マコトさんの妻は純君にとっての三浦さん？ | ドラマル. 6話のあらすじネタバレ よるドラ 【 #腐女子うっかりゲイに告る 】 まもなく時刻は夜11:30です! 第6回、ご覧下さい! (直球ど真ん中) はな子✿、今回の写真は どれがいいかなぁって 選んでたんです。 そうしたら 純くん( #金子大地)と 三浦さん( #藤野涼子)が ふたりでBLを読んでいるin病室…!? その理由は本編で! — NHKドラマ (@nhk_dramas) 2019年5月25日 6話の見どころは、紗枝(藤野 涼子)が純(金子 大地)と互いの理解を深めようと努力します。 紗枝は亮平(小越 勇輝)に頼み、純と亮平の思い出の公園を訪ねます。 純に紗枝自身を理解してもらうため、お見舞いにBL本を差し入れします。 紗枝は純と別れるつもりはありませんでした。 関連記事 『腐女子、うっかりゲイに告る。』6話のネタバレ感想!BL星に行きたい人が続出!
『腐女子、うっかりゲイに告る。』8話（最終回）のネタバレ感想！マコトさんの妻は純君にとっての三浦さん？ | ドラマル
谷原章介も、よくぞこの役を引き受けたなと思う。 なんてったって 谷原章介が"バイ"でも驚かない そんな雰囲気を持っている。 初回の濃厚ラブシーンはそれこそ腐女子の皆さんの心を掴んだのではないかなぁ。 ナイスキャスティングでした。 読んでいただいてありがとうございます。 ランキングに参加しています。 応援して頂けると嬉しいです。 感想はコチラ 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第1話ネタバレ感想~現実にゲイはそういない? 『腐女子、うっかりゲイに告る。』最終回。マコトの秘密は秘密 - 鑪選り－漫画・小説・ドラマ感想. 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第2話ネタバレ感想~勃つ好きか、勃たない好きか。 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第3話ネタバレ感想~胸をガッツリ揉む!攻めるNHK。 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第4話ネタバレ感想~ホモすきでしょ?と言ってしまう。 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第5話ネタバレ感想~ゲイは変態なのか? 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第6話ネタバレ感想~"どうして僕を産んだんだ! "なんて言わないで。 『腐女子、うっかりゲイに告る。』第7話ネタバレ感想~全校生徒の前でカミングアウト。 キャスト 安藤純・・・・・金子大地 三浦紗枝・・・・藤野涼子 佐々木誠・・・・谷原章介 安藤陽子・・・・安藤玉恵 高岡亮平・・・・小越勇輝 ケイト・・・・・サラ・オレイン ファーレンハイト ・・・・・・・・声・小野賢章 小野雄介・・・・内藤秀一郎 今宮麻衣・・・・吉田まどか
『腐女子、うっかりゲイに告る。』最終回（第8話）ﾈﾀﾊﾞﾚ感想～純君の自己紹介は・・・視聴者の皆さんへの宿題？ | Tarotaro（たろたろ）の気になるイロイロ☆
原作とドラマはタイトルがかすってもいない。 『カノホモ』で通っている小説だし、作者の浅原ナオトさんと相当話し合っただろうし。 役者さんとも、「可哀想」ってドラマじゃない、って理解してもらう必要があったし。 谷原章介さんなんて、スタッフと一緒に大冒険してもらうわけだもん。 出演者やスタッフが、考えて考えて丁寧に作った作品だと思う。 『腐女子、うっかりゲイに告る。』は、最終回まで視聴して良かったです。 ご訪問ありがとうございましたm(_ _)m ☆…☆…☆…☆…☆…☆…☆…☆…☆…☆ ★原作:麻原ナオト
気になるけど、あの終わり方でよかったです。私は好き(*´艸`*) 1話から攻めっ攻めのドラマでした。 7話の展開に悩みましたが、全体的にとってもおもしろかったし考えさせられました。 マロの印象しかなかった金子くんの代表作に間違いなくなれたと思います。