電圧がスイープ出力する回路を作りたいのですが・・・

質問

電圧を０Ｖから５Ｖまでスイープさせながら出力させるような回路を作りたいと考えています。
構成としましては、
１．オペアンプの入力端子（±はどっちでもいいです）に、抵抗を通してからある電圧を入力する。
２．もう片方の入力端子はグラウンドに落とす。
３．出力端子と電圧を入力した端子の間にコンデンサをいれる。
これだけでやろうとしています。
このとき、０Ｖから５Ｖにスイープさせる時間を、入力する電圧によって変化させたいと思っています。
例えば１秒で０Ｖから５Ｖに上がっていったり、入力する電圧値を変えると１０秒で０Ｖから５Ｖに上がっていったりと、
入力電圧の値だけで０Ｖから５Ｖに達する時間を変えたいと思っています。
「Ｑ＝ＣＶ」「Ｖ＝（1/Ｃ）×Ｑ」「Ｑ＝∫ i ｄｔ」
このような式を使うのかな・・・？？と思っているのですが、これから「コンデンサ・抵抗・電圧」の値を導き出すことが出来ません。
これらの求め方や私が間違っている点、もしくは他の方法など、どんなことでも結構ですので、どなたかぜひお教えくださいｍ（＿＿）ｍ

回答No.4

foobar · ベストアンサー

電圧の変化率に関しては#3さんの回答のとおり。
入力電圧をVi[V]、籍分回路のCRの値をC[F]、R[Ω]とすると出力電圧の変化率は
-Vi/(RC) [V/s]
になります。

#2コメントに関して
1.コンデンサのリセット
出力電圧が5Vになったのを検出して、コンデンサを放電するようにすると、
コンデンサが少し放電→出力電圧が5Vより下がる→リセット回路動作停止
という感じになって、完全にリセットできないかもしれません。
リセット方法(コンデンサを抵抗を介してGNDに落とす）というのも一考する必要があるかと（抵抗を介して放電される電流よりOPアンプの出力駆動能力が勝っていると、放電できないような）

2.スイープ停止
単にOPアンプの入力を0Vにしたり、入力を切っただけだと、OPアンプのオフセット電圧/電流やバイアス電流のために、積分器出力電圧がゆっくりと変化するかもしれません。
スイープした後に5V一定を保ちたいなら、一考する必要があるかと思います。

回答No.3

otto0001otto

＃１です。
リンクの１８・１９式で表されます。
つまり、入力電流の時間積分×係数が
出力電圧になります。
その係数が、１／ＣＲ
Ｃ（Ｆ）、Ｒ（Ω）
ということです。

回答No.2

foobar

基本は#１さん紹介の積分回路で良いと思いますが

1. 5Vで電圧のスイープを止めるための工夫が必要。
積分回路の出力に電圧を５Vに制限するクランプをつけるなど

2. 0Vからスタートするためのリセット回路が必要
積分回路のコンデンサを、スタート時点までスイッチで短絡する

といった工夫が必要かと思います。

補足

ご回答ありがとうございました。

＃１さんへの補足質問にも書かせていただいたので、出来ましたらまずはそちらをご覧になっていただけると幸いなのですが・・・
宜しくお願いしますｍ（＿＿）ｍ

＞5Vで電圧のスイープを止めるための工夫が必要。
５Ｖで止めるために、オペアンプの入力端子にいれる抵抗のその前に、リレーのb接点を入れてあります。
それで、オペアンプの出力端子以降にシャント抵抗（１０Ｗ１Ω）をいれ、そこから差動アンプで抵抗にかかる電圧を取り出し、コンパレータ回路をつけて、シャント抵抗にかかる電圧が５Ｖを超えたら、リレーを切るようにしています。
・・・というか、これからやりますので、ちゃんと動いてくれるかどうか心配なのですが。。

＞0Vからスタートするためのリセット回路が必要
オペアンプの入力端子は、スタート前にはグラウンドに落としてあり、スタートスイッチでグラウンドから電源に切り替わるようにしました。
なので、上記のコンパレータが動作しましたら、すぐに入力端子をグラウンドに落とすようにしました。
また、２回目以降に行うときはコンデンサに蓄えられた電荷を放電させるために、上記のコンパレ－タが動作した際に、抵抗を通してからグラウンドに落とすように、リレーにて切り替わるようにしました。
　これも、まだちゃんと動くかどうかは分かりませんが・・・

ということで、やはり入力電圧によって、充電される時間を任意に制御するという方法・計算が分かりませんでした。。
＃１さんへの補足にも書かせていただいたように、入力が○○電圧のとき、○○秒で５Ｖになる・・・というふうな計算をしたいのですが・・・

もしもよろしければ、どうぞ宜しくお願いしますｍ（＿＿；）ｍ

回答No.1

otto0001otto

アクティブＲＣ積分回路
ということでよろしいでしょうか。

http://robotics.me.es.osaka-u.ac.jp/~masutani/Opamp/node9.html

参考URL：

http://robotics.me.es.osaka-u.ac.jp/~masutani/Opamp/node9.html

補足

ご回答ありがとうございます。

＞アクティブＲＣ積分回路ということでよろしいでしょうか。
はい、そうだと思います。

私もそのつもりで作ろうと思っているのですが、この回路は出力が最大になるまでに、ある時間ｔが必要ですよね・・・？
それで、そのある時間ｔというのを、入力電圧の値によって任意な時間に制御してやりたいのですが、そのときの計算方法というのが分かりませんでした。。
教えていただいたＵＲＬ先の式から、例えばＣＲ＝５とした場合、
「入力電圧が○○Ｖのときは○○秒で出力が５Ｖになる」・・・というふうに、入力電圧の値を求めることが出来るのでしょうか・・・？？

もはや、回路の考え方というよりも、まず数学が出来ていないような気がしてきました。。

基本的だとしたらすいません。どうぞ宜しくお願い致しますｍ（＿＿；）ｍ