• ベストアンサー
※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:コンデンサ容量を可変できるLC共振回路について)

コンデンサ容量を可変できるLC共振回路について

bogen55の回答

  • ベストアンサー
  • bogen55
  • ベストアンサー率72% (48/66)
回答No.5

回路を見ると,17kHz~20kHz,1Vp-p~2Vp-pの方形波を正弦波に変換したいとゆうことでエエンでしょうか? TLP785のデータシートによれば,コレクタ・エミッタ間電圧:VCEO 80Vmax,エミッタ・コレクタ間電圧:VECO 7Vmaxだから,E-C間の電圧は+80Vpk~-7Vpkまで可能であり,2Vp-pならTLP785は1個使用の方がオン抵抗が小さいから良いでしょう. それはともかく,トランジスタ技術2013年8月号p.105~にシミュレーテッド・インダクタや容量マルチプライアといって,オペアンプと抵抗コンデンサでコイルやコンデンサの値を変えられる回路が載ってます. その回路に電子ボリュームのICかマルチプライイングDACを使用すれば,コイルやコンデンサの値をデジタル設定できるから,そちらのほうがよいでしょう. 最初の方形波を正弦波に変換するとゆう目的なら,バンドパス・フィルタ(BPF)を使う手があります. 多重帰還形BPFなら,図18-2のR2だけを可変(電子ボリュームかマルチプライイングDACで)すれば方形波を正弦波に変換できます. http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2003/tr0306/0306an18.pdf 回路が読めないとオペアンプの選定等難しいかも知れませんが,これが1番簡単です. 回路が読めれば,R2をJFETにして出力を入力で位相検波してその出力を平滑してJFETのゲートに加えれば自動同調できます. 回路が読めない場合は,トランジスタ技術2013年8月号のp.91~を参考にカットオフ周波数を20kHz程度に設定したチェビシェフ特性の高次ローパス・フィルタ(LPF)を使用すれば,カットオフ周波数可変の必要は無いでしょう.なお,LPFだと直流分は入力にコンデンサを入れてカットします.

shinon_k
質問者

お礼

ありがとうございます。 返信遅れてしまいました。申し訳ないです。 検証に思いのほか時間がかかりました。 TLP785はおっしゃる通り低めの電圧なら逆電圧がかかっても問題なく 動作します(動作確認済み)。見た目がしっくりこないので 一応2つ使って双方向スイッチとしています。オン抵抗から見ると どうでしょう?2つを逆並列につなげているわけですが、1つで使うより 見かけ上のオン抵抗は小さくなりそうな気がしますが……。こういう 使い方はしたことがないので何とも言えません。少なくとも動作させた 感じでは1つ使っても2つ使っても違いはわかりませんでした。 擬似コイル、擬似コンデンサの話は「すぐに使える!オペアンプ回路図100」 という本に載っていましたので存在は知っていましたが、直列抵抗成分が 気になったので検証していませんでした。せっかくですので試しに組んで みました。シミュレーションソフトで組むとばっちり動作してくれますが、 実際に組んでみるとオペアンプが盛大に発振してくれます。配線をしっかり 考えて部品定数もいろいろといじくりまわすと一応動作するようにはなるのですが、 もともとのLC回路に比べると性能は落ちているようで(いいオペアンプを使えば 改善すると思いますが、できるだけ汎用品を使いたい)、またそこそこ複雑な回路になって しまうのでこの方法は断念。擬似コイルが使えれば従来のコイルが排除できるのでメリットが 十分見いだせるよい方法なのですが……。 オペアンプによるバンドパスフィルタも上記オペアンプの本に載っていましたが、 完全にスルーしていました。ちょっと調べてみたところ多重帰還形BPFは組み方が悪いと 発振するようで、また提示いただいた資料にも書いていますが広帯域オペアンプが 必要になるということが気になります。できるだけどこででも手に入る汎用品を使いたいので これはちょっと今回の用途には合わないようです。 FETで自動同調というのは組んだことがないですが、おもしろそうですね。 実際に使うかどうかはともかく別途実験してみたい回路です。 二段増幅型BPF、バイカッド型BPFというのもあるそうですが、わりと 複雑な回路になってしまいますし、配線にもある程度こだわる必要がありそうなので、 今回の用途では使ううまみがあまりないようです(元のLC回路はかなり雑な組み方でも動くので)。 具体的に回路アイディアをいくつか出していただいたので、6月末まで待って他に 有効な回答がつかないようならこちらの回答をベストアンサーとさせて頂きたいと思います。

関連するQ&A

  • LC共振回路で分からない問題があります。

    LC共振回路で分からない問題があります。 コンデンサCに電圧V充電されている状態でスイッチをonする時の電流の最大値を求めろ という問題なんですが,どのようにして解けばよいかわかりません。 とくにインダクタが並列になっている点をどうすればよいかわからないです。 ご教授の方よろしくお願いします。

  • LC共振回路の基本動作で解らないことがあります。

    LC共振回路の基本動作で解らないことがあります。 コイル1個とコンデンサ1個だけの単純な共振回路の問題で少し解らないことがあります。 基礎的なことで恐縮ですが教えて頂ければす~っとします。 方程式は単振動の方程式と同じですから(LC)d2(i)/dt2+i=0 で良いと思います。 このときコイルに蓄えられた磁気エネルギーは1/2Li^2,コンデンサに蓄えられた電気エネルギー は1/2CV^2 で与えられ、両者がそのエネルギーをやりとりしていると理解しています。 つまりコイルの磁気エネルギーは電流値のみでかつコンデンサの電気エネルギーは電圧のみで決まっています。 そこで私の質問のポイントをのべます。 *実際に配線してLC共振器を作った時、小さいと言えどもある程度のサイズを持ちますから 電気エネルギはコンデンサに蓄えられた電荷Qと電圧V(ポテンシャル)が作り出す電界のみではなくコイルの電流由来のベクトルポテンシャルの時間変化が与える電界エネルギーの空間積分も共振条件の中に入ってくると思うのですがその項はなぜ考えなくてもよいのでしょうか。電界を式で書くと次式のようになります。E=-gradV-dA/dt この式の2項目を無視しても良い理由が解らないのです。 *ベクトルポテンシャルの作る電場の電気力線は電荷から飛び出しているわけではないと思います。 従ってLC共振器の等価回路では実際の構造を持つ共振器は表せないのではと心配するのですが 美しい等価回路なのでとても間違っているとは思えません。しかしすっきりしません。 こんなに細かいことはどうでもいいと友達に相談しても相手にしてくれません。 どこかに私の考え違いがあると思います。どうかよろしくお願いします。

  • 「並列共振回路」について

    「第三級ハム」の勉強をしているのですが、理解できない問題がでてきました。 「並列共振回路」の問題なのですが、 交流電源ーーーーーー  |      | |   |      | |  |  コンデンサ 抵抗  |      | |  |      | コイル  |      | |   ーーーーーーーーー この図のような回路で、共振時には、 インピーダンスが最大・電流が最小・共振回路内の電流が最大 になるというのです。 共振時、インピーダンスが最大・回路に流れ込む電流が最小というのは分かるのですが、(そのまま解説に、そうなる!と書いてあるから) 回路内を循環する電流が最大となる、というのがなぜ分かるのか、分かりません。(解説がなかったから) そこで、なぜ分かるのか、教えてください! (ちなみに中学レベルの物理知識しかないです。)

  • フォトカプラについて

    リレーの駆動用にフォトカプラを使用した回路を検討しています。 フォトカプラは、ダーリントントランジスタ出力タイプを考えていますが、 ある人から「ダーリントントランジスタとリレーのコイルとの共振は、存在 しないのか」と聞かれました。 共振して、発振を起こしたりするものでしょうか? そのような事例などがあるのか、ピンときません。 どなたか、教えていただけませんでしょうか? よろしくお願いします。

  • ブラシレスモーターのドライブ回路自作について

    ブラシレスモーターのドライブ回路自作について トランジスタを6つ使いマイコンによる信号出力によって三相ブラシレスモーターのドライブ回路を制作しています、 それぞれのトランジスタを正しくスイッチングするためにフォトカプラを使用する必要があるようなのですがフォトカプラの構造、使い方が分からず行き詰っています。 どのような回路構成にすればモーターが正しく回転するのでしょうか? ハードはSH7144マイコンを使用しています

  • 直列、並列混在した回路の共振周波数

    コンデンサ、コイル回路での分圧について 回路初心者でよく分からないので、教えていただけないでしょうか? 回路図が添付できないので、口頭説明で失礼致します。 今、AC400V電源に次の部品が接続されています。 コンデンサ(2)とコイルが並列になった回路の上端に直列でコンデンサ(1)が接続され、コンデンサ(1)の上端と「コンデンサ(2)とコイル並列回路」の下端がAC400Vでつながれている。 コンデンサ(1)と(2)は全く同じコンデンサ、コンデンサ(1)、(2)、コイルのインピーダンスは全て300Ω相当とします。 またコンデンサ(1)、(2)の容量は9.55μF、コイルのインダクタンスは10Hとします。 この回路の共振周波数を求めたいと思っているのですが、「コンデンサ(2)とコイル並列回路」のみに着目して共振周波数を求めれば良いでしょうか? この場合の共振周波数はf=1/(2π*sqrt(CL))で求めようと思っています。 コンデンサ(1)も上記並列回路に直列接続されているので、もしかして共振周波数は複雑な式に代わってしまうのでしょうか? 分かりやすく教えて頂けたら助かります。 よろしくお願い致します。

  • コンデンサマイクの電源回路

    ドコモのブルートゥース対応、車用ハンズフリー装置を使用しています。 専用ケーブルでつながっているスイッチ兼マイクを、自作品に取り替えようと思い、内部を調べてみたところ、 コンデンサマイクの回路が、不思議な配線になっていました。 一見トランジスタのような形状の三端子の半導体らしき物(表面実装で外形は1mm角程度)が、 電源5VとGNDとマイクの+端子に直につながっています。抵抗は無しです。 マイクの+端子の電圧を計ってみると、2.1Vでした。 本体の回路までは調べてありませんが、この三端子の部品は何で、どのような役目をしているのでしょうか。 この回路を変えて、普通にコンデンサマイクの+端子に、数kΩの抵抗を介して電源を供給したのでは問題が出るのでしょうか。 お分かりの方、よろしくお願い致します。

  • スーパーヘテロダインのラジオの仕組みの初歩

    スーパーヘテロダインのラジオでは、 アンテナで例えば1008kHzを作り出し、(共振回路使用により作り出す。この部分が同調回路ですよね?) アンテナとバリコンを共有した発振回路で、1008kHzより455kHz高い1463kHzを作り出し(共振回路使用により)、 二つの周波数(1008kHzと1463kHz)をトランジスタに送り込み(トランジスタが周波数変換を行う混合器ですよね?)、455kHzを作り出す(共振回路を使用により)。 上記の流れで455kHzを作り出せると理解していたら良いでしょうか? 質問は、 1、トランジスタで455kHzを作り出せるけれど、スーパーヘテロダインでは総じて、トランジスタの後に共振回路があります(よね?)。 トランジスタで455kHzが作りだせているはずなのに、何故、その後に共振回路を用いるのでしょうか? 共振回路の目的は、1、位相を180度ずらす、2、目的の周波数を取り出す、と二つあると理解しておりますが、2、目的の周波数を取り出す、のために使用しているなら、トランジスタの目的(455kHzを取り出す)と重複してしまっていないでしょうか? それとも、トランジスタでは455kHzを作りだす、共振回路では455kHzを取り出す、と目的が微妙に違うのでしょうか? 2、455kHzはラジオの周波数と音声の周波数の中間にあたるので、中間周波数と呼ばれているそうです。 ラジオは色々な周波数があると思いますが、ラジオの大まかな周波数(1000kHz以上?)と、音声信号(こちらが455kHzより低い低周波?)の間を取ったら、455kHzでしたよ、という理解でいいでしょうか? 色々と長々と質問して申し訳ありません。 よろしくお願いします。

  • トランジスタ増幅回路のカップリングコンデンサ

    バイポーラトランジスタ1個を使用した増幅回路が、様々な書籍で見られますが、入力側にカップリングコンデンサがある回路図が多々あります。 回路のタイプとして次の条件を前提とします。 ・小信号の電圧増幅で低周波を扱う ・エミッタ接地回路でA級増幅 ・固定バイアス増幅回路 この回路の場合、バイアスをかける準備として、入力側の直流成分をカットするためにカップリングコンデンサを使用すると認識しています。 ですが、回路図を見ると、電解コンデンサ(アルミかタンタルかわかりませんが)が使われていたり、そうでないコンデンサが使われていたりマチマチです。また、電解コンデンサの場合、+極性はトランジスタ側となってます。 そこで質問です。 1.電解コンデンサとそれ以外のコンデンサとどちらが一般的でしょうか。もしくは、コンデンサの種類の決め方があるのでしょうか。今回の場合は低周波用だと思いますが、それでも幾つかの種類があります。どの様な考え方で選択すればよいのでしょうか。 2.電解コンデンサの場合、+極性はトランジスタ側になりますが、   入力信号(mV程度)< VBEベース・エミッタ間電圧(0.7V程度)  という大小関係からくるものでしょうか。 長い質問になりましたが、よろしくお願いいたします。 トランジスタはnpn型で考えてます。

  • コンデンサの回路について

    図の回路において、10μFのコンデンサのみに電荷Qが蓄えられている。 今、スイッチSを閉じると10μFのコンデンサより750μCの電荷の移動があり、端子AーB間の電圧が25Vになった。コンデンサCの容量と初めに蓄えられていた電荷Qはいくらか。 という問題です。 出来るだけ分かりやすく教えてください。 お願いします。