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ogechan
タイトル
積分回路とノイズの影響について
ポイント []
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アクセス5272
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード 積分回路   センシングコイル   皆様方   完全積分   起電力   Powered by Yahoo
投稿日時11/04/07 15:48
2回目の質問投稿です
以前に質問した際には、大変お世話になりました
助言して下さった皆様方には大変感謝しております。
念のため、前の質問スレを確認したところ
後半にカキコミをされた方に御礼を述べていない事が
判明し大変失礼しました。お許し下さい。

さて、今回の質問はOPアンプの積分回路
(一応、完全積分)の入力に簡単なセンシングコイルを
数個直列につなぎ、各コイルに発生する起電力を
積分するものです。が・・・図示の通り多芯(1.25sq以上)
の一括ケーブル1本でコイルを直列接続とするため
非シールド下で長距離伝送となります。
当然、オフセット影響は大きいと考えておりますが
最も懸念しているのはノイズによる影響です。
(特に電源ライン等からのサージノイズ等)
完全積分回路はノイズには強いとされていますが
添付回路を見た時に皆様方が懸念される点があれば
ご教授下さい。
シールド化も検討していますが
よろしくお願い致します。
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NickNameHama 回答番号 10
タイトル
試作をされた方は早いのでは
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アクセス4543
投稿日時11/04/19 21:08
ogechan さん

色々と悩まれるよりも原理試作した方が早いと思います.いかがでしょうか.

ogechanさんが添付されていた回路図は,コンセプトであって実際はもう少し複雑化と思いますが,それでも半日程度の内容かと思います.

そして午後から実際にケーブルをつないで,アンプの出力をFFTアナライザで見るなら,すぐにその傾向がわかると思います.

私なんか思い立ったら即ボードを試作し実験を始めますので,シミュレーションすらめんどくさく思うときがあります.実物はとにかく見事な答えを出してくれますので,もっとも確実です.

ogechan 回答番号 9
タイトル
ハムノイズ♪
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アクセス4820
投稿日時11/04/19 10:46
aaaaaaさん、別スレではじめましてと書いたものの
ここで挨拶してましたねw すみません
この回路(積分回路以降の構成も含めて)はハムノイズに
関しては、あまり影響を重要視していないのですが
やっぱダメですかね?
時定数の大きな積分回路でもあるため、数十Hzのノイズ成分
が混入してもフィルタリングされるだろうと・・・。
フィルタリングされないのがサージ成分と推測してます。
パワーラインには電動機やインバータ等の高い周波数成分
のスイッチングノイズや電磁スイッチ系の開閉ノイズが
山ほど乗ってますので、それが心配なんですよねぇ
悩むところですwww

aaaaaa 回答番号 8
タイトル
シールド
ポイント
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アクセス4570
投稿日時11/04/18 18:07
ぜったーーーーーーーーーーーーーーーーい必要!

私にはオシロ管面に振り切れたハムノイズが見えてきます。

ogechan 回答番号 7
タイトル
疑問の件
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アクセス4819
投稿日時11/04/18 11:45
aaaaaa様

レスありがとうございます。
ご指摘の通り、アップロードした回路図中には入力抵抗
ならびにコンデンサのリセット回路は記してありませんが
実回路には両方備えてあります。
今回、教授を願おうとした内容には特に直接関係ないかと
思い、当方の判断であえて記すのを省略しました。
それと、シールドの必要性・・・やはり、必要ですかねぇ
確かに施設時に、並行隣接するパワーラインケーブル等からの
サージなどの飛びつきが怖いんですよねw
本来であれば全芯を各芯シールドにすれば、線間容量も
減り高周波成分や位相に対しては有利なのでしょうけど・・・
ん~・・・悩みますね、この回路に対して一括シールドが
どこまで実用効果が出るか・・・www

aaaaaa 回答番号 6
タイトル
すこし疑問あります
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アクセス4797
投稿日時11/04/17 12:26
図を見ました。いまさら書き込んでも間に合わないとおもいますが・・・

+端子に抵抗が繋がっていますが、これはバイアス電流によるオフセット電圧対策ですよね!これをR2としておきます。

コイルとー端子の間に抵抗がないのがきになりました。こいるの抵抗R1がその役を果たしているのかな?

とすればR1=R2となっているのですかね?

20mともなればシールド線にしないとハムが入ってしまうと思いますね。まぁ、ハムは交流だから積分されてもゼロであるとはおもうけれど。

それと、コンデンサのリセットも必要ですね。

ogechan 回答番号 5
タイトル
感謝です
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アクセス4926
投稿日時11/04/15 10:38
Greenline様
Nicknamehama様

御教授ありがとうございます
オーディオ回路には昔から興味があったので参考になります
またストレインゲージ用に計測インスツルメント回路等も
身近に扱っていたので、小信号をS/N高く扱うという点では
大事なポイントですよね。
信号源インピーダンスはコイルのLが非常に小さいため
静的な状態では、ほとんど問題ないと思っています。
扱う周波数も100Hz以下なので、増幅率を含めても
条件的にはマイクロフォンよりも良さそうですが
皆さんの教授から、やはり伝送系の耐ノイズ性を高める工夫が
いりそうですね。
スターカッド電線というのは知らないので調べてみます。
いつもありがとうございます、感謝です♪

Greenline 回答番号 4
タイトル
オーディオ信号処理
ポイント
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アクセス4821
投稿日時11/04/13 22:11
NickNameHamaさんから、オーディオの話題が出ましたので、またPNP-NPNさんからも別スレッドで紹介もありましたので、添付の書籍をご紹介します。

OPアンプ大全第4巻 OPアンプによる増幅回路の設計技法

第1章がオーディオ用増幅回路として、118ページまで、増幅と伝送、受信について詳しく記載されています。差動などの話題も興味深いと思います。

このスレッドの話題とは少し趣旨がことなりますが、皆様のご参考になるのではと思っております。


#いつものことで、撮影がヘタですいません
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NickNameHama 回答番号 3
タイトル
参考になる分野
ポイント
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アクセス4839
投稿日時11/04/13 14:46
ogechan 様

一つの参考としてお読みいただければと思います.

新たな問題に見える事でも,電子回路の世界は100年を超える歴史がありますので,別分野では,とっくにその問題が解決され,話題にもならない位に当たり前になっている場合があります.そのような分野を見つけてノウハウを学べば,とても有効であると思います.
ogechanさんのアプリケーションは,マイクロフォンの伝送回路が参考になるのではと思います.

ダイナミック型マイクロフォンは,音を振動板で受けてコイルで発電しそれをケーブルに流しています.このときマイクロフォンの本体にはアンプはなく,小さなトランスでインピーダンス変換をしているだけです.

さてマイクロフォンの出力電圧ですが,代表的なShure社のSM58マイクの場合,約1.8mV/Paになります.これは昔風に言うと94ホンの音のとき1.8mVを出力するという意味になります.94ホンというととても大きな音で電車が通るガード下に近い音です.

94ホンながら1.8mVととても小さいのは,音だけのエネルギーで尚且つインピーダンス変換で電圧をダウンさせているからです.

これを例えばコンサート会場では,マイクから約100m以上引っ張ってマイクロフォンアンプ(ミキサー)に接続しています.コンサート会場の最後部の席で大きなミキサーを展開しているPAエンジニアの姿をご覧になったことがあると思いますが,ステージからそこまで,間にアンプもなしにmV級の信号線を引っ張っているのです.

さてノイズはどうなのか?

ライブ録音のCDを聞いてもらってもノイズなどは一切感じないはずです.それどころか会場のもっと小さい音,譜面をめくる音や,観客の咳なども記録されているのが聞こえるはずです.これらはμV級の信号です.

こんな小さな信号をクリアに伝送する事に成功しているのが,マイクロフォンの伝送回路です.エンジニアの知恵が凝縮された100年近い歴史があるといっても過言ではないと思います.

前置きが長くなりました.さてその肝心な仕組みですが,

1,信号源出力インピーダンスを小さくする.
2,バランス伝送にする.
3,シールド線を使う.
4,スターカッド電線を使う.

になります.特にスターカッド電線は最も特徴的なノウハウです.バランスの伝送線に乗って来る電磁ノイズを精度よく均等化して,マイクアンプ部でのキャンセルをより効果的なものとします.特にマイクロフォン専用のケーブルは特性に優れます.

ちょっと長くなりましたが,ご興味があればぜひこの分野をお調べになることをお勧めします.きっと良いヒントを与えてくれくと思います.

ogechan 回答番号 2
タイトル
ありがとうございます
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アクセス4916
投稿日時11/04/11 11:52
ロゴスキーコイルによる電流計測では無いのですが
コイルそのものは数T程度で非常にインダクタンスは
低いものです。各所に設置し、そこの磁界の挙動変化を
観測するものと考えて頂いてよいかと思います。
ケーブル長が長いときは40mくらいになるかも知れません。
オフセットは最初に現物で合わせこむ予定ですが
サージノイズ等による影響が心配なので、常時観測とはせずに
必要な時のみ、短時間計測しています。
クランプ回路は入力保護のために有用ですね、ありがとうございます。
その他、留意事項等あれば御教授下さい

Greenline 回答番号 1
タイトル
20mの長さなら
ポイント
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アクセス4959
投稿日時11/04/08 12:51
ogechanさん、こんにちは。ご無沙汰しております。あらためての書き込みありがとうございます!

ロゴスキーコイルみたいな計測系でしょうか。ケーブル長が20mということで、同相ノイズの影響がおおきそうですね。またノイズにより入力に過電圧が加わる可能性もありそうです。

その点からすれば、入力にクランプ回路をつけるかな、と自分ですと思います。この場合は、この回路によりさらに生じてしまうリーク電流などに注意を払う必要が出てきてしまいますけれども。

他の方はいかがでしょうか!

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