• ベストアンサー

乗算回路・2乗回路

乗算回路と言うと、バイポーラTrを用いる場合であれば、 Vbeで対数圧縮する方式が一般的かと思います。 同様の方法で、ある任意の入力電圧または電流を、 2乗し出力したい場合、もっとも簡略化される回路形式とは どういった形式が考えられるでしょうか? なんとなくイメージですが、Tr5~10石くらいで 出来そうな気がするのですが。 精度は素子特性に依存するので、現状相対精度は 考えないものとします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.4

logの2乗回路は,紹介した古書のRMS-DC変換のところに載っています. log-ampと同様にベース接地されたトランジスタのエミッタにトランスダイオード(B-C間を接続したトランジスタ)を直列にするだけです. それにantilog回路をつけたものです. 乗算回路と同様にトランジスタ4個(ペアトランジスタ2組)必要ですから,どちらがエエのかはシミュレーションか作ってみないとわかりませんね. 紹介した古書は,僕がAmazonから購入した10年前は汚いのが$30以上でしたから,今は出物も豊富でエエ時代だと思います. 論文は,図書館で探すかコピーサービスでしょう. ただし,高精度は期待できません.

すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (3)

回答No.3

2乗回路は,log-antilogタイプの乗算回路を使うのが簡単です. 乗算回路の詳細は,この本に詳しいです. http://www.amazon.com/dp/007071570X http://www.amazon.com/dp/091655001X この手の技術は大昔に衰退してしまって,このような古書にしか書いてありません. log-antilogタイプの乗算回路は,マッチングの良いトランジスタ4個とオペアンプ4個で構成されています. なお,オペアンプを使わない場合は,電流モード乗算回路があり,トランジスタ5個で構成されます. 詳しくは,電子通信学会の論文「論文番号:昭 55-659[C-139]を見てください.

e_clapton
質問者

お礼

早速のご回答ありがとうございます。 log-逆logでの構成を考えていますが、 ご指摘の通り「乗算回路」であって、2乗回路では ないんですよね。で、乗算回路より2乗回路の方が 簡素化できるんじゃないかと、色々イメージを 膨らませているのですが、なんとも良い回路構成が 浮かんできません・・・。 ご教授頂いた本は、購入するなりしてみてみたいと思いますが、 論文の方は、ネットなどでも見れるものなんですか?

すると、全ての回答が全文表示されます。
  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.2

ジャンクションFETのゲート電圧とドレイン電流の関係は概略2乗特性 です。ドレイン電流が0に近い所では少々誤差が出ますが、なかなか 良い近似ができますよ。 トランジスタで差動アンプを構成し、共通エミッタ電流によりゲインを コントロールすると掛け算器ができます。(ギルバートセル参照) 一つの入力をPWMして、そのパルス波高値をもう一つの入力とすれば LPFを通すと、これも掛け算器になります。 ダイオードを使うLog方式は意外と精度が出なかったり調整が難しい です。 最近は折れ線近似のICも出ています。

e_clapton
質問者

お礼

早速のご回答ありがとうございます。 No.1様の補足にも記載いたしましたが、 なにぶんロウコスト-高精度が求められており、 相対精度で回路を構成し、ご指摘のVFにてLog 変換-逆Logにて出来ないかと考えています。

すると、全ての回答が全文表示されます。
  • foobar
  • ベストアンサー率44% (1423/3185)
回答No.1

ホール素子の直下にコイルを置いて、ホール素子の電流端子とコイルを直列に接続すれば、 ホール素子の出力電圧は、そこを流れる電流の2乗に比例します。

e_clapton
質問者

お礼

早速の回答ありがとうございます。 当方が想定している回路では、 ホール素子もコイルも使えない制約が あるため、使用できないんです。 補足が必要でしたね。すいません。

すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • バイポーラトランジスタについて

    バイポーラトランジスタについて質問があります。 先日バイポーラトランジスタの静特性に関する測定実験を行ったのですが、リニア状態・飽和状態、ならびに電流増幅作用がいまひとつ理解できませんでした。 また、作成したnpnバイポーラトランジスタ測定回路においてコレクタ側に抵抗を接続する理由も教えていただければ幸いです。どうやら二つの理由があるらしいところまではわかったのですが、詳しくはわかりませんでした。 よろしければ簡潔に説明をお願いします。 念のため回路の概略を記述しておきます。 ベース側には電源1.5Vの乾電池、直列に1kΩ抵抗と可変抵抗がつながっており、コレクタ側には電源9Vの乾電池と510Ωの抵抗がこちらも直列に接続されており、エミッタ側はアースにのびています。 さらにIb,Ic,Vbe,Vceを測る電流計・電圧計が各部に適切に接続されている状態です。 実験内容としてVbe-Ib特性グラフ、Ib-Ic特性グラフ、Vce-Ic特性グラフを作成しました。

  • 回路

    図に示す回路を構築し、 ・SWをOFFにした時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測。なお、R1は最も左に回した状態とする ・SWをONにした状態で、LEDが最も明るい時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測。また、ベース電流IBとコレクタ電流Icを計測し、直流電流増幅率hFEを計算すること。 ・SWをONにした状態でR1を変化させ,LEDが消えた時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測.またベース電流IBとコレクタ電流Icを計測すること. なお,R=50[KΩ],R2=10[KΩ],R3=470[KΩ],TR=SC1740S,V=v4とする. という実験で計測値は以下のようになりました SW|LED|V1a[V]|V1b[V]|V2[V]|V3[V]|VBE[V]|VCE[V]|VF[V]|IB[MA]|IC[mA]|hFE| ON|最も明るい|5.41|0.1|0.17|2.72|0.67|0.84|1.83|17.2|5.85|340.11| ON|消灯|1.85|3.55|0|0|0.43|3.98|1.41|0|-| ON|-|0|0|0|0|0.13|4.03|0.11|-|-|-| そこでSW1のONとOFF及びR1の値の変更によって,回路として何がどう変わったかを計測した電圧をもとに説明し,今回の実験結果が得られた理由ってどういうこと書けばいいですか?(図の回路のうちの左下の閉回路におけるそれぞれの素子にかかる電圧,トランジスタの機能に注目すること) 表がわかりにくかったら教えてください

  • 電気回路

    いま電気回路を勉強していますが、ある本に 「各回路素子は電気的な特性を示すデバイスと、他の回路素子と接続するための電極や端子から構成される。」 とありましたが、この場合の デバイス 電極 端子 の意味を教えてください。

  • バイポーラトランジスタの静特性について

    バイポーラトランジスタ(2SC1815)をエミッタ接地し、B,C方向が正となるように直流電源を接続し、電圧電流特性(VCE-IC特性,VBE-IB特性)を測定しました(1,Vceを一定(0,2,5[V])にしてIbを変化させVbeを測定する。2,Ibを一定(10,20,30[uA])にして(Vceを変化させIcを測定する)。 そして、(1)このトランジスタのhパラメータを求めよ、(2)このエミッタ接地のトランジスタの等価回路を求めよ、と言われました。(1)において、hパラメータについては理解しているつもりです。しかし、測定したデータから、hパラメータの要素である入力抵抗、出力抵抗、電圧利得、電流利得をどのようにもとめたらよいのか分かりませんでした。(2)において、バイポーラトランジスタの直流等価回路の回路図と、α(電流増幅率)は分かったのですが、rb(ベース抵抗)をどのように求めたらよいのか分かりませんでした。 参考書やネットを駆使して答えを導き出そうとしましたが、まったくありえない値になってしまったりしています。基本的なこととは思いますが、教えていただきたく思います。よろしくお願いします。

  • トランジスタを使ったスイッチイング回路について

    トランジスタのスイッチング回路を用いて、圧電素子によってプレイステーションのコントローラのON、OFFする回路を作っています。 http://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame2/s01.html にある回路図を元にしていて、 ベースに圧電素子、コレクタにコントローラの+側、エミッタにGND側と圧電素子のもう片方を接続して、圧電素子に振動を与えるとスイッチが動作しましたが、感度が若干鈍いので、試しにコレクタとベース間に抵抗をはさんでみたところ感度がだいぶ良くなりました。 しかし、このようなスイッチング回路はインターネットや書籍などでも見かけなかったので、使っても大丈夫なのか気になっています。 この回路図でコレクタ-ベース間に抵抗を入れて動作させた時の、問題点等を教えてください。 トランジスタはNPN型(2sc1815)で、コントローラの+、GNDの電圧、電流も約4V、0.2mV程度です。 また、各抵抗値の計算としてコレクタ-ベース間は R1=Vcc(電源)-Vbe(約0.6V)/I(電流) ベース-エミッタ間は R2=Vbe/I と考えたのですがこれでいいのでしょうか? 電気・電子回路は初心者であまり詳しいことはわかりませんが、よろしくお願いします。

  • 回路

    図に示す回路を構築し、 ・SWをOFFにした時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測。 なお、R1は最も左に回した状態とする ・SWをONにした状態で、LEDが最も明るい時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測。また、ベース電流IBとコレクタ電流Icを計測し、直流電流増幅率hFEを計算すること。 ・SWをONにした状態でR1を変化させ,LEDが消えた時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測.またベース電流IBとコレクタ電流Icを計測すること. なお,R=50[KΩ],R2=10[KΩ],R3=470[Ω],TR=SC1740S,V=v4とする. という実験で計測値は以下のようになりました SWがONでLEDが最も明るいとき |V1a[V]5.41|V1b[V]=0.1||V2[V]=|0.17|V3[V]=2.72|VBE[V]=0.67| |VCE[V]=0.84|VF[V]=1.83|IB[MA]=17.2|IC[mA]=5.85|hFE=340.11| SWがONでLEDが消灯 |V1a[V]1.85|V1b[V]=3.55||V2[V]=|0|V3[V]=0|VBE[V]=0.43| |VCE[V]=3.98|VF[V]=1.41|IB[MA]=0|IC[mA]=0|hFE=- | SWがOFF |V1a[V]=0|V1b[V]=0||V2[V]=0|V3[V]=0|VBE[V]=0.13| |VCE[V]=4.03|VF[V]=0.11|IB[MA]=-|IC[mA]=- |hFE=- | そこでSW1のONとOFF及びR1の値の変更によって,回路として何がどう変わったかを計測した電圧をもとに説明し,今回の実験結果が得られた理由ってどういうことが考えられますか? 図の回路のうちの左下の閉回路におけるそれぞれの素子にかかる電圧,トランジスタの機能に注目する 表がわかりにくかったら教えてください。

  • 電子素子工学の質問なんですが

    バイポーラ・トランジスタのベース・エミッタ間」の電流特性は例えば、Ib<<Icのnpn型だとしたら、ベースとエミッタとの繋がりはダイオードと同じ(pn結合)となりVbe=約0.6V一定でIbとIeの特性グラフが書けると思います。(合っているのかどうか分かりませんが。。。) しかしMOS型のFETのゲート・ソース間のはpn結合でもないし、どういった電流特性が成り立つのかよくわからなかったので教えてください。 よろしくお願いします<m(__)m>

  • バイポーラトランジスタの小信号等価回路

    アナログ電子回路を独学で学んでいる者です。 最初に写真(ii)のバイポーラトランジスタのエミッタ接地回路についてです。ベースーエミッタ間電圧Vbeを大きく変化させていくと、ある点で"コレクタ電流Icが流れすぎて、出力電圧Voが"接地電位でクランプ(固定)される"とあり、確かにグラフからそのように見てとれます。これは一体何が起こったのでしょうか?VoはVo=Vcc-Ic*RLで表され、トランジスタのコレクターエミッタ間電圧に等しいと考えています。これがゼロになるという事は、トランジスタ内での電圧降下がゼロになるという事でしょうか? 次に写真(i)の同じくエミッタ接地回路についてです。 この回路の各部分にあるコンデンサはどういった役割があるのでしょうか。教科書には"直流バイアス点に信号を入出力するため"とありますが、仮にコンデンサがない場合、信号を入出力できないのでしょうか?特に出力端子側についているC2のコンデンサが気になります。 次に小信号等価回路についてです。 なぜこのような回路に変換できるのか、一通り教科書を読みましたが、分からない点が多々あります。 写真(iii)の回路は(i)の等価回路で、(iv)の等価回路は、ごく一般的なエミッタ接地回路の等価回路になります。 まず(iii),(iv)どちらの等価回路にも電流源gmVbe'がありますが、これは入力電圧v1によって、Vbeが変化し、このVbeから、ベースが広がり減少した電圧分を差し引いた電圧Vbe'によって生じるコレクタ電流Icの変化分ΔIc'だと考えています。 次に(iv)のroについて、 1/ro=go=∂Ic/∂Vceより、goVceは、コレクターエミッタ間電圧Vceの変化によって生じるコレクタ電流Icの変化分ΔIc''になると考えています。 そして全コレクタ電流の変化分ΔIcは、i2の向きも踏まえて、ΔIc=ΔIc'+ΔIc''=-i2になるのだろうと考えています。 ここで質問ですが、なぜΔIc'分のgm*Vbe'の方は電流源として表され、ΔIc''分のgo*Vceは抵抗roとして表されているのでしょうか?2つとも電流源gmVbe, goVceで表すのは正しくないのでしょうか? もう1つ質問ですが(iii)の回路では、なぜかroが見当たりません。 (iii)も(iv)も同じ小信号等価回路であるはずなのに、なぜでしょうか?

  • 発振回路に関して

    発振回路において、発振条件and各素子の定数を考えるときに、負帰還の回路の動作から調べたほうが良いのでしょうか? その場合、下の画像の負帰還(エミッタ接地電流帰還バイアス)のどの素子を変化させると発振に近づくのでしょうか?? 回答宜しくお願いします。

  • トランジスタのVbeが0.6vである理由

    色々探したのですが,どうもイマイチしっくり来る答えが得られなかったので,質問させてください. 一般的な電流帰還増幅回路において,例えば入力電圧が2.6vでも3.6vでも, おおよそVbe=0.6になる理由が分かりません. (参考:http://www.page.sannet.ne.jp/je3nqy/analog/1tramp2.htm)                 ←Ic            ┌───┬── Vcc=10v            │            Rc=100kΩ            │    Ib →      C      ──── B         ↑        E        Vin        │   │        Re=20kΩ   ─┐       │     ┷        ┷       接地(0V)   接地(0V) 例として上記回路にて, Vin= Voffset(1.6v)+Vampl(+-1mv), Ic=Is・exp(Vbe/Vt) :指数関数で表せるNPN-バイポーラTr Is=1pA,Vt=26mV としておきます. (参考図書:トランジスタの料理法) このとき,一般的な増幅度を求める計算では, 先ず,Icに流れる直流電流を 50μA とすると, 直流に対しては Vbe=0.6v なので,VRe=1.0v,Re=VRe/Ic=20kΩ, と求めてゆくと思いますが, 本来,Ic=50μA流すのであれば, Ic=Is・exp(Vbe/Vt)を解くと,Vbe=0.46vとなり,0.6vも必要としないと思います. つまり, Vbe=0.46v,Re=1.14vとなるのではないでしょうか? この回路とは別に,単純にR1=10kΩの抵抗と,R2=20kΩの抵抗を直列に繋ぎ, それを電流源に繋いだ以下のような回路であれば,  ┌─────┐  │         │  │         R1=10k  │         │  │         │  Iin=50μA    │  │         │  │         R1=20k  │         │  └─────┘ R1,R2を別々に考えて, VR1=Iin・R1= 0.5v, VR2=Iin・R2= 1.0v,で求められ, VR1-to-VR2の端子電圧=VR1+VR2=1.5v と求めることが出来るはずです.線型素子なわけですし. なぜ,このような単純な抵抗の場合と,話が食い違うのでしょうか? トランジスタを「π型等価回路」として見た場合も, 入力be間は単なる抵抗Rπで表すことが出来るはずです. これは,エミッタ抵抗による負帰還がかかっていることに由来するのでしょうか? 若しくは,ツェナーダイオードによる定電源の様な,ダイオードの特性によるものでしょうか? 幾らトランジスタが非線形といえど,オームの法則による分配則ぐらい成り立つはずだと思ってます. 加えまして, トランジスタを「π型等価回路」として見た場合, Vin=Rπ・Ib + Re・Ie = Ib・(Rπ + (1+β)・Re), Vbe= Ib・Rπ,これより, Vbe/Vin = Rπ/(Rπ + (1+β)・Re) となり, (Rπ=β/gm,gm=Ic/Vt) Vbe=2.5% gm´=1/Re=97.5% の割合で,電圧がかかていると言うことが言われていますが..(トランジスタの料理法より) 確かに一応,数式では出ていますが,Reが無いトランジスタ単体での増幅が, Ic=Is・exp(Vbe/Vt)の式より全て導出できるのに,Reが入ることで, どうもハッキリとしない「Vbe=0.6v なので,VRe=1.0vで..」 と言った計算をしなければなら無い理由がよく分かりません. 一般的な電流帰還増幅回路において,例えば入力電圧が2.6vでも3.6vでも,おおよそVbe=0.6になる理由がを教えてください. 宜しくお願い致します.

このQ&Aのポイント
  • Q&Aで解決できない場合、問い合わせボタンが見つからないと困ることがあります。
  • 多くのユーザーがこの問題に直面しており、スムーズなサポートが受けられないと感じています。
  • 問い合わせボタンの場所や見つけ方の情報が必要で、これを改善する方法が求められています。
回答を見る