- 締切済み
正弦波の振幅測定（ピークホールド）について
Teleskopeの回答
- Teleskope
- ベストアンサー率61% (302/489)
>> 正弦波をピークホールドして測定しようとコンパレータを用いて 回路を作製してみたのですが、 << シミュレーション止まりですか？ ホールドの C はどんなものをお使いですか、セラミックでしょうか。放電 R の値もよろしかったらお教えください。 >> コンパレータ（LM311）、振幅が1Vp-p以上になると少しずつピーク値より低い値に << LM311ですか‥このクラシックタイプは触れる機会がなくて経験談ができないんですが、「1Vpp以下」ではなく「以上」ですか？ 下の方は満足できる動作になってるのでしょうか。 このICの内部構成は大まかには 7番ピン ─|＋＼ C┘ | >───B （図１） ─|－／ E┐ comparator 1番ピン 本体 ですが、仮に1番ピン側をお使いとして大振幅側が頭打ち気味というのは‥7番ピンの電源が低すぎなのでしょうか？（出力段は単純なトランジスタ1個ではないですが。トランジスタは飽和させずにエミッタフォロァ的な動作をさせてます。） いずれにせよ この方式を選んで正解です。裸の受動素子による整流では温度変動を試算してみれば実用に耐えないことは既にお分かりと思います、この方式は；それを帰還ループの中（出力側）に入れて 1/(大利得) に押さえるという、古くからある教科書的、模範的な構成です。 （ ネットの工作記事ではオペアンプによる絶対値化回路も散見されますが、ピークホールドに特化したこの方式のほうがお奨めです。これ的な機能は私も必要に応じて使ってまして。） よくアマチュアがお使いになってるコンパレータは NJM360です、データシートを見たら 代表的応答時間が約 20ns なので今回にはちょうど手頃でしょう。ただ出力段はLM311と違って単純なTTL回路です。 http://www.njr.co.jp/pdf/aj/aj05004.pdf 図１に書いた出力トランジスタの動作は「波形のピークでほんのちょっと導通しかかるが、あと大部分はオフ状態」ですよね、使えそうな性能のトランジスタをお持ちでないなら、これもアマチュアに広く使われてる定番、1SS108（ショットキバリアダイオード）で整流するだけでも行けます。必要な特性は、Irの小ささと接合容量の小ささ（ホールドCとの分圧回路ゆえ）です。ダイオードのVfは帰還で抑圧されてしまうのだから、その意味ではショットキに限る必然性はないですが。 概念的な構成は； 信号入力 ｜ ｜ └─|＋＼ ダイオード | >───┐ ┌─|－／ ▼ ｜ 例えば ├──┬────|＋＼ ｜ NJM360 Ｃ Ｒ ｜AMP>┬─ ピーク値 ｜ ｜ ｜ ┌|－／ ｜ 出力 ｜ ┷ (注1) ｜ ｜ └─(注2)───────────┴───┘ 注１：グランドに落とすのではない理由はお分かりと思います。 注２：バイポーラプロセスでの高速コンパレータの入力インピーダンスは高くないのが常ですからホールドＣの所から帰還せず、電圧フォロア出力からです。そうして電圧フォロアのオフセットも 1/(大利得) にすることは定石ですね。 注３：電圧フォロアのアンプもコンパレータに見合った高速性を要するのではないのか？ 答はノーなのです； ここは帰還理論のいいトレーニングです。（ PLLをやってる方などはアナロジ的に直ぐ分かったと思いますが。） いちおう帰還回路ですから過渡応答の安定性とかも念頭に。ぜんぜん単純ですが。（いっぱい書いてしまいました、とりあえずこのへんで。）
関連するQ&A
- 振幅を求めるのに最適な窓関数
サンプリング周期1usで収集した10万点(0.1秒間連続測定)のデータがあります。 これは正弦波信号＋ノイズというもので、正弦波の周波数は約100kHzです。 この正弦波の時間的なゆらぎを求めたいので、例えば5万点づつにデータを分割し、その5万点にDFTを行ってピークとなる振幅を求める方法を考えました。 この場合5万点のデータ数だと周波数分解能は100Hzとなるため、もし本来の周波数が例えば100.03kHzだとするとその振幅情報は本来の振幅に比べてかなりずれてしまいます。 これは解析対象区間に含まれる正弦波の数が整数個でないことに起因するのですが、このような場合窓関数を使うように言われていますが、振幅の誤差が1%以下とするためにはどのような窓関数を使ったらよいでしょうか？ または、別の方法で振幅を1%以下の精度で求められるという情報でも助かります。
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
- 矩形波から正弦波を作る。
矩形波から正弦波を作る。 矩形波からRLCフィルタを通して正弦波を作っています。 周波数は10KHz程度です。 そこで、矩形波に対する正弦波の振幅を机上で算出しようとしているのですが算出値と実機の測定値が合いません。 算出方法は、RLCフィルタのインピーダンスを求めて減衰率を算出し、矩形波の振幅(Vp-p)値に減衰率を掛けています。 例えば、5Vppの矩形波に減衰率が0.5だったとすると、正弦波は2.5Vppになると考えているのですが、実測値は、2.5Vppよりも若干大きくなってしまいます。 これは何故なのでしょうか？ 矩形波には奇数次の高調波が含まれますが、実はこの高調波成分に起因して、単純なインピーダンスによる減衰率計算に誤差が生じているのでしょうか？ 理屈が分からず困っています。 正しい算出方法を知りたく、ご教示下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- イヤホン端子の電圧
イヤホン端子の出力をA/Dコンバータに接続して、 電圧を測定してみたのですが、思いの外振幅が小さい状態でした。 音量を最大にしても、0.13Vp-pと言う結果が出たのですが、 このくらいの電圧しか出てないものなのでしょうか。 ≪測定条件≫ 10bitのADCを使ったところ、peak to peak で40。 AVddが3.3Vなので、約0.13Vp-pになると思います。 回路は、Vdd - 220k - + - 220k - GND として、中点の電圧をつくり、 Vin - 0.1uF - + - ADC と、イヤホン信号をいれてます。 (+ マークのところで、上2つを接続)
- 締切済み
- 物理学
- ピークピーク値から実効値への変換
ＬＣＲ直列回路で、Ｌ、Ｃ、Ｒ各素子の両端電圧を測ったのですが、その際、測定装置（ディジタルマルチメータ）の設定を誤って、実効値指示にするべきところをピークピーク値で測定してしまいました。 これらの測定結果を後から計算で実効値に変換することは可能でしょうか。 電源は、ファンクションジェネレータからの正弦波なので、単に測定値を０．５倍してから√２で割ればよいのでしょうか。 よろしくおねがいします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 発振回路の『正弦波』出力について
とても困っているので質問させていただきます。 RC発振回路を作成して低周波正弦波を出力させる、というものなのですが、『なぜ正弦波が出力されるのか』が分かりません。 RC発振回路を載せているいくつかの本やWebサイトに当たった所、発振の振幅条件や発振周波数決定の周波数条件については書かれており理解できたのですが、肝心の『なぜ正弦波出力になるのか』が分かりません。 例えば回路に電源を入れた際の過渡現象などによるゆらぎが、発振に成長すると思うんですが、そのゆらぎがどう変化して正弦波に整えられるのか、その過程が知りたいのです(参考書などではいきなり正弦波グラフが描かれてたりして、それについて全く解答が無い)。 なお、実際には当方は、増幅器にはトランジスタを用いた反転増幅器、位相器にはCRハイパスフィルタ3段で180度位相を変える進相型を用いています。 詳細な式や文献、Webサイト、論文等でも良いですので、教えていただければ幸いです。
- ベストアンサー
- 物理学
- オペアンプ（微分器、積分器）の周波数特性の測定について
オペアンプと抵抗、コンデンサを１個ずつ用いた微分回路、積分回路を組んでみたのですが、周波数特性の測定において、入力電圧（正弦波）の振幅を1[V]一定にして周波数を変化させたときの出力電圧を測定しよう思ったのですが、周波数を変化させると入力電圧の振幅も1[V]から少しずつ変化していき、1[V]に合わせ直す必要がありました。この、周波数が変化したとき入力電圧の振幅も変化する原因がよく分かりません。ちなみに抵抗値は積分器のとき10[kΩ]、微分器のとき100[kΩ]、コンデンサは両者とも1[pF]を用いました。また、入力の正弦波は発振器から取り出し、入力電圧、出力電圧の振幅はオシロスコープの波形から読み取りました。 もし分かる方や、こうじゃないかという意見をお持ちの方がいらっしゃいましたら教えてください。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- DC18Vのスイッチング電源の出力に0.5mVp-p、2MHzくらいの
DC18Vのスイッチング電源の出力に0.5mVp-p、2MHzくらいのきれいな正弦波 が乗ってしまいます。色々LCフィルタなどを入れてみたのですが効果がありません。 この電源で2000倍の増幅率のアペアンプ回路を動かそうとしています。 どうしたらよいでしょうか?お知恵を貸して下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- マイコンとD/Aでつくる正弦波のひずみ率
正弦波の1HzをマイコンとD/Aコンバータにより作りました。 正弦波の１周期を1024に分割して、正弦波のP-P(ピークtoピーク)を 4096(12bit)分割して、それぞれの部分においてSIN値に応じた電圧出力をします。 波形はオシロ画面を拡大すれば階段状の正弦波になります。 この波形の「正弦波らしさ」を「ひずみ率」で表現したいと思いますが、 市販のひずみ率計では1Hzという超低周波数は測定できないと思います。 スイッチングノイズなし、アナログフィルターなし・・・として この、1Hzの理論的なひずみ率の計算方法があるのでしょうか？ ご存じの方、ご教授をお願いします。
- 締切済み
- 電子部品・基板部品
- 卒業研究で定電流発振回路を使っているのですが、うまく動作していません。
卒業研究で定電流発振回路を使っているのですが、うまく動作していません。 LM675と言うパワーオペアンプを用いて、データシートP8の回路図を参考に作りました電源には±１５[v]を入力し、0[v]を入力すると、-15[v]が出力されます。新品の素子を使っているので素子が壊れていることはないと思います。また400[mv]の正弦波を入力すると、±１５に振幅する方形波が出力されます。その周波数は入力の正弦波と同じです。 何度も回路を作り直し、うまくいく場合もあるのですが、時間がたつと同じ挙動を示すようになります。 詳しい方アドバイスよろしくお願いします。 データシート ； http://akizukidenshi.com/download/LM675.pdf
- ベストアンサー
- ハードウェア・サーバー
お礼
>>シミュレーション止まりですか？ ホールドの C はどんなものをお使いですか、セラミックでしょうか。放電 R の値もよろしかったらお教えください。 実際に動作させてみての結果です。 Cはフィルムコンデンサ0.1uF～0.47uF，電解コンデンサ1uF～4.7uFで確認しましたが この範囲ではとくに差異は見られませんでした。 Rは（-Vccに接続）1Mオームです。 >>「1Vpp以下」ではなく「以上」ですか？ 下の方は満足できる動作になってるのでしょうか。 1Vpp以下では動作しております。 入力の傾きが一定以上になると（つまり周波数が高いか，振幅が大きい），少しずつピーク値が 入力波形の波高値より低下していきます。振幅を上げてもある一定以上(1.2MHzだと0.8V程度）の 電圧よりは上がらなくなります。 ピークホールド用のコンデンサを外すと発振してしまう為，正確には確認できませんが 入力に矩形波を入れ出力の傾きを確認すると，ピーク値がずれてくるのは，この傾きに 近づいた時からです。 このことからコンパレータのスルーレートが限界の為と判断しました。 最後の回路ですが使えそうなコンパレータが入手でき次第，検討してみたいと思います。 ご丁寧な説明，アイデアをありがとうございます。