Tricky Circuit

整合した差動アンプ

差を残し共通成分を除く

差動アンプは入力を引き算します。同相電圧は両入力の共通部分です。CMRRはCommon Mode Rejection Ratio、同相信号除去比で、欲しい差の増幅に比べ共通部分をどれだけ除くかを表します。 Op ampはOperational Amplifier、演算増幅器で、電源から動き2入力の差を増幅します。

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実験台

回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。

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動作のしくみ

4抵抗の比が完全整合、出力±12 V。同相除去は理想的。誤差、入力範囲、雑音、速度は省略。

差はV2 − V1、Vout = g × (V2 − V1)。両入力を同じだけ増やしても結果は変わりません。

難易度

  1. 組み立て · 観察

    V1 = 1 V、V2 = 3 V、g = 1で通電。2 V。

    ヒントを見る

    V1=1 V; V2=3 V; g=1 → 2 V

  2. 探究 · 探究

    V1 = V2 = 2 V、g = 2。0 V。

    ヒントを見る

    V1=V2=2 V; g=2 → 0 V

  3. 自力で解く · 解決

    V1 = 3 V、V2 = 1 V、g = 2。−4 V。

    ヒントを見る

    V1=3 V; V2=1 V; g=2 → −4 V

追加の読み物と回路レシピ

整合した差動アンプ

センサーの2本線が同じ妨害を受けても、引き算で必要な差を取り出せます。

Vout = g × (V2 − V1)

共通の移動と差は独立です。モデルは差だけを保存します。

役立つつながり

等しい入力は両方が0でなくても打ち消されます。

モデルの外では

現実の抵抗比のずれは共通電圧を誤差にします。

避けたい落とし穴

任意の4抵抗ではなく、比の整合が重要です。

両入力が1 V上昇し利得一定なら出力は…

  1. 変わらない
  2. 1 V上昇
  3. 2倍
詳しく読む

引く側と引かれる側が同じだけ増えます。

差を測る

入力1 Vと3 V、利得1。

出力2 V。

逆向き測定

入力3 Vと1 V、利得2。

出力−4 V。

別の変更を試そう

利得1で1 V/3 Vと2 V/4 Vを比較。どちらも出力2 V。

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