アンプについて

質問

電気信号をアンプで増幅させるときの注意点ってありますか？（ノイズや精度など）　どうかよろしくお願いします!!

回答No.4

marimo_cx · ベストアンサー

＞ 熱電対はアルメル・クロメルを使用しています。

完成品ですか？自作ですか？可能な限り平行線の間隔は小さくなっていますか？

＞ 回路は熱電対に直流増幅器とオシロスコープを並列に接続して、

並列ってどういう事ですか？
バッファなしで熱電対の出力をオシロとアンプに入れているのですか？
だとしたらそれが意味不明であるのと測定器の使い方を理解していないという事になりますが。

＞ ０点補償は氷点をとってます。

具体的な方法は？

＞ ノイズは周波数を調べると、60ｋHzではなかったので電源の影響ではないと思います。

60kHz？？？
あと、ノイズの特徴を教えて欲しいので、「ではない」ではなく「である」で書いて下さい。
そもそもその環境はどんな所ですか？何かノイズになるようなものは？
何が計りたいんですか？（熱電対で計ろうとしているもの・現象）

ある情報は全部書いて下さい。
このまま要領を得ないようでしたらlinus127さんご紹介の本で自力解決して頂くしかありません。

お礼

何回も親切なご回答ありがとうございます。測定の方法がよくわかっていないので説明書等でもう一度確認してみます。

回答No.3

marimo_cx

１：測定は熱電対の起電力である
２：測定電圧のレンジは数十ｍV程度
３：ゲインは200倍
４：“原因不明”のノイズが入る

まず質問の答から。
ノイズの原が分らなければゲインをいじっても解決になりません。
アンプ内のノイズであるならば初段を低NF、高ゲインにすればS/N
は改善するし、そもそもゲインを落したら出力が目的電圧になり
ません。また、入力信号に誘導ノイズが乗ってしまっているのな
ら、いくらローノイズアンプにしても無駄です。この場合は差動
入力としてノイズをキャンセルします。更に、ノイズと測定信号
の周波数が大きく違っているならフィルターで除去する事も考え
られます。

まずはノイズとはどんなノイズなのかフォロー入れてくださ。
（４：について）

１：について
熱電対という事は直流増幅ですね？
0点補償はちゃんとやっていますか？
そこがいい加減ならもはや何をやっても無駄です。

２：について
数十mVというと別に普通に扱う信号としては小さくないんですけ
れど……

３：について
200倍というのは小さくもないですが大きくもないゲインです。
１：で直流増幅という事が判りましたが、温度補償はどうなって
ますか？特にDCを扱うとオフセット電圧値を厳しくしないとまず
いです。

フォローとしては
・ノイズ源の特定、もしくはノイズの特徴
・現状の0点補償の方法及び使用回路構成
・センサー形状及びケーブルの仕様

を、更にフォローして下さい。
この件は何のためにどう使いたいかもお聞きできると更に答え易
いので盛り込んで頂けるとありがたいです。
（なんとなく学生実験の雰囲気ですが……）

補足

熱電対はアルメル・クロメルを使用しています。回路は熱電対に直流増幅器とオシロスコープを並列に接続して、０点補償は氷点をとってます。ノイズは周波数を調べると、60ｋHzではなかったので電源の影響ではないと思います。

回答No.2

linus127

>熱電対で温度を測定しているのですが，
現在の回路はどのような構成になっていますか？
また，センサからアンプまでの配線はどのようにしていますか？

ゲインを下げてもノイズの原因によっては効果が無い場合もあります（むしろ，ゲインが低い分SN比が小さくなる場合もある）．まずはノイズの原因を特定するほうが良いかと思います．

熱電対のように小さい電圧の計測ではセンサからアンプまでの間にノイズを拾います．入っているノイズが50Hzまたは60Hzのものであれば，電灯線の誘導を受けています．シールド線を使用し，グランドをしっかり取って，差動アンプで受けるようにします．
＃差動アンプでは電灯線誘導などのコモンモードのノイズを小さくすることができます．

また，ノイズがホワイトノイズの場合はアンプ自体の特性とも考えられます．オペアンプを使用している場合は低ノイズタイプのものに交換するだけでかなり変わります．

また，ノイズがある特定の周波数で入る場合は，まわりの装置からの誘導などが考えられます．電源ラインを太くし，バイパスコンデンサを追加してみてください．電源をスイッチングレギュレータから取っている場合や，デジタル回路と共通のグランドを使用している場合もそれらのスイッチングノイズが入ることがありますので，できれば電源を別にするとか，シールドケースに入れるなどの対策を行います．

あまりすすめられた方法ではないのですが，熱電対の変化が急激でなければ，出力段にローパスフィルタを付加するという方法もあります（これはあくまで最終手段と考えてください）．

参考になりそうな書籍が下記urlにあります．

参考URL：

http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/30631.htm

お礼

親切なご回答ありがとうございます。紹介していただいた本を購入して勉強します。

回答No.1

marimo_cx

抽象的すぎて質問の意図が全く判りません。

例えばFM変調信号を増幅したい場合、FM変調において
必要な情報は周波数成分のみなので波形としてひずん
でいようがなんであろうが周波数成分が正しく残って
いりゃなんでも良いのです。

逆に、FM信号はAM成分(振幅変調成分)が存在すると都
合の悪い事が多いので、クリッピングレベルまで振幅
を持ち上げてAM成分をカットしてしまいます。しかし、
これがAM信号の増幅を目的としていた場合には逆に最
大の不都合となります。

このように、目的の信号、帯域、入出力インピーダン
ス、増幅率、扱う信号の大きさ、（面倒なので以下略）
などなどの条件提示がなければ何もアドバイスする余
地はありません。

必要な情報を不足なくフォローをお願いします。

補足

早速のお返事ありがとうございます。説明不足で申し訳ございません。熱電対で温度を測定しているのですが，熱電対の出力電圧が数十ｍVという非常に小さいのでアンプで増幅させています。ゲインは200倍です。このときノイズ（原因は不明）が入ってしまって正確な測定ができません。ゲインを小さくすればノイズの影響を小さくすることとかはできるのでしょうか？