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オペアンプとダイオードを用いた絶対値回路
xpopoの回答
- xpopo
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今日は、 これでようやく問題がはっきりしてきましたね。 まず、絶対値回路ですが、これは測定のミス（本来オシロの入力をDCカップリングにすべき ところをACカップリングに設定して測定していたためDC成分がただしく測定されていなかった。） が原因で正しく動作しているのを誤動作と勘違いしたということですね。 次に、筋電センサから絶対値回路までの処理回路を載せていただきましたが、その回路を 見させていただいた結果、以下のような問題があることが見えてきました。 １）高精度で高価なインスツルメンテーションアンプ（AD622）をわざわざ使っているのに その性能を生かした設計になっていません。宝の持ち腐れみたいです。 AD622の入力同相除去比が周波数DC～60Hzで118dBtyp（atG=100）と強力です。 このアンプの後ろに50Hzを除去するノッチフィルタやらローカットフィルタなどがごちゃごちゃ 沢山使われてますが、基本的にこれらは筋電センサからAD622までの配線に乗るノイズ（商用 周波数のハムが主要なノイズ）を除去したいために使用されています。 しかし、これらのノイズは2本の筋電センサから入力線に乗るノイズでしかも同相です。 同相でない信号は検出信号そのものです。この同相ノイズはAD622で118dBも減衰されます。 118dBの減衰効果は1.3E-6（103万分の１のなります）と強力です。ですから後ろにちまちま OPアンプを使ってフィルターを組む必要はありません。 ２）絶対値回路までの処理でのDC成分の扱い方と考え方 この事についての理解があまりしっかりされていないようで混乱されてるように思います。 a）まず、電源ですが、AD622はなぜ±電源を使わないのですか？±15V程度の電源を 使うべきです。そうすれば、DCに関する処理をいろいろ悩まずにすんなりと回路が 設計出来るはずです。 b) もし、そうできない事情があるのでしたら、以下のような処理を考えて回路を 設計します。 honya22さんが設計されたようにDC電源（10Vでしょうか？図からは読み取れませんが。） を抵抗分割した中点をOPアンプでヴォルテージフォロワで受けて基準DC電圧を作り ます。この回路では抵抗分割の中点にはノイズが入らないようにしたいので、抵抗分割 中点とGND間に大きなコンデンサ100uF（電源ハムはこれで十分に低減されます。）を 使います。 次にAD622のREFピンには基準電圧のOPアンプヴォルテージフォロワの出力AGをつぎます。 ここでAD622の出力は直接絶対値回路には入力できません。絶対値回路はGNDを基準に して動作しますが、AD622はAGを基準に動作していますのでAGのDC電圧、この場合、10Vの 半分、即ち、5V分DC成分を下に５Vシフトする必要があります。これは添付回路図のように シャントレギュレータIC（TL431）を利用してフローティングの５V電池を作ってAD622の 出力に挿入します。 絶対値回路へは図のようにOPアンプのヴォルテージフォロワを介して接続します。 添付図には入力信号：振幅10mV0-p、25Hz、同相ノイズ：振幅１V0-pを加えた時の AD622の出力および５Vのレベルシフト後の出力のシミュレーション結果が表示されています。 なお、全体のゲインはAD622のRG抵抗を1kΩの半固定抵抗と220Ωの固定抵抗のシリーズ 回路に置き換えて調整可能に出来ます。 また、レベルシフト量は回路図のTL431のCATHODEとREF間の抵抗R4（5.1k）を10kΩの 半固定抵抗と2.2kΩの固定抵抗のシリーズ回路に置き換えれば調整可能になります。 追記>>入力のインスツルメンテーションアンプですが、AD622のSPICEモデルがメーカサイト に見当たりませんでしたのでAD620（AD622と同じような性能なのでこれを使用）を使用して シミュレーションしました。
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