【授業☆しょ~かい】反転増幅も非反転加算も基本は『分圧回路』だよ! 電子技術科(都留キャンパス)No.294

2020年10月26日

こんにちは。あんどくんです。
電子技術科をPRしているよ ☆彡
みんな、令和2年もリアルに応援よろしくね (`・ω・´)ノ
産短大では、前期授業がスタートして、今週で18週目なんだよ。
今日、令和2年9月29日(火)は、1限と2限に1年生の『電子計測Ⅱ』に、おじゃましたんだ。

1年生の『電子計測Ⅱ』では、基本的な電子回路の動作を、電子回路の設計や組み立てをしながら学んでいるんだ。また、電子回路を製作しながら、測定器を使った回路の『デバッグ』の仕方も身につけているんだよ。

はじめに、前回学んだ『非反転増幅回路』について復習したんだよ。回路の動作原理の基本は、『分圧回路』だよね。

 

今回は『反転増幅回路』について学んだんだ。
例えば、下の写真みたいに、ある電子回路の出力端子の電圧で、『分圧回路』の上側の電圧を固定するんだ。ここで、何らかの方法で『分圧回路』の分圧点を0Vで固定するんだよ。そうすると、上側の抵抗に電位差があるんで、もし『分圧回路』の下側に電流を回収する何かがあれば、『分圧回路』に電流が流れるんだ。

 

このとき、下側の抵抗に電位差が生じるんで、『分圧回路』の下側が、マイナスの電圧になるんだ。
ここで、入力電圧が5Vのときに、『分圧回路』の下側が-10Vになるように、『分圧回路』を設計しておけば、符号が反転するけど、電圧の大きさを2倍に増幅したことになるんだよ。

 

この回路は、下の写真みたいに、オペアンプを使うと簡単に実現できるんだよ。

 

この回路を、見やすく描き直すと、下の写真(右側)みたいになるんだ。

 

この回路は、入力電圧の符号を反転して増幅するんで、『反転増幅回路』っていうんだよ。

 

さっそく『演習問題』に取り組んだんだよ。
15V電源から2Vを取り出し、この2Vを『反転増幅回路』で-10Vに増幅する回路を設計する問題だよ。
15V電源から2Vを取り出すには、『分圧回路』を使えばいいよね。
この『分圧回路』の出力を、『反転増幅回路』の入力に接続して増幅すればいいんだ。
ただし『分圧回路』の出力を直接、『反転増幅回路』にの入力に接続すると、『分圧回路』の電流が『反転増幅回路』に横取りされちゃうんだ。

 

なので、『バッファ回路』をかましておく必要があるんだよ。そうすると、電流の流れをせき止めて、電圧のみを伝えてくれるんだよ。最終的な回路は、下の写真みたいになったよ。

 

担当の先生が、書画カメラを使ってポイントを説明しながら、みんなで回路を設計したんだよ。

 

回路設計図』が完成したら、これをもとにブレッドボード上に回路を組み立てていくんだよ。

 

回路が組み上がったら、電源を接続して、回路の動作を検証するんだ。

 

ちなみに、回路はこんな感じだよ。

今回はここまで。

 

今日は授業変更で、1限に引き続き2限も『電子計測Ⅱ』だったんだよ。

2限は『非反転加算回路』について学んだんだ。

 

下の写真みたいに、同じ抵抗値の抵抗を使った『分圧回路』を考えるんだよ。
この『分圧回路』の上側に V1 [V]、下側に V2 [V] の電圧を入力してみると・・・

 

分圧回路』の分圧点の電圧は、V1とV2の平均電圧 ( V1 + V2 )/2になるんだ。

 

なので、あとは『非反転増幅回路』で2倍に増幅すれば、V1とV2の足し算 ( V1+V2 ) が得られるんだよ。

 

この回路を、見やすく描き直すと、下の写真みたいになるんだ。
この回路は二つの電圧V1とV2を足し算して、しかも符号が反転しないんで、『非反転加算回路』っていうんだ。

 

さっそく『演習問題』の回路を設計することになったんだ。

 

担当の先生が、書画カメラを使ってポイントを説明しながら、みんなで回路を設計したんだよ。

 

回路設計図』は下の写真みたいになったんだよ。

 

回路設計図』が完成したら、ブレッドボード上に回路を組み立てていくんだよ。

 

回路が完成したら、測定器を使って回路の動作を検証したんだ。

今回はここまで。

 

今日はこの辺で・・・
電車で帰るよ ≡3

 

みんな、今日も1日おつかれさま ☆彡
反転増幅回路』も『非反転加算回路』も動作原理の基本は『分圧回路』だったね。
今日も『産短大の毎日』をみてくれてありがとう!
また、明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و

それじゃ ≡3 ≡3 ≡3

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