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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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この度、アナログ電子回路コミュニティは2018年3月末日をもってサービスを終了することとなりました。それに伴いまして、本サービスへの新規会員登録は2月末日をもって締切りといたします。約10年という大変長い間、たくさんの皆様にコミュニティをご利用いただきましたこと、深く感謝申し上げます。

なお、コミュニティに掲載しているコンテンツは編集の上、アナログ・デバイセズ社のウェブサイトに随時掲載していく予定です。詳細は追って会員の皆様にお知らせいたします。

今後ともEDN Japanをご愛顧くださいますようお願い申し上げます。


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aaaaaa
タイトル
オフセット電圧
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アクセス6117
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード OUT0   オフセット電圧アンプ   OPAMP   INオフセット電圧   IN差動電圧   Powered by Yahoo
投稿日時11/05/25 07:45
アンプにはINオフセット電圧というのがあります。
OUTを0にするのにINにくわえなければいけない
電圧です。

OPAMPではOUTを0にする、IN差動電圧ですね。

ではOUT0とはどこなのでしょうか?

+とーの電源の間のどこがOUT0なのでしょうか?

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ジム・ウィリアムス 回答番号 16
タイトル
おもろいでんな
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アクセス255
投稿日時17/11/26 21:01
これも面白いですね。

aaaaaa 回答番号 15
タイトル
tomatin様へ
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アクセス5824
投稿日時11/06/07 06:05
tomatin様へ

この回路の入力はVos、出力はVos(1+Rf/100)ですね。

2段目のOPAMPのVos2はDUTのDCゲイン分の1に
されますから無視できますよね。

2段にしているのは、誤差、つまり、VosとVos(1+Rf/100)
の関係の精度を上げるためですか?

half field様のいわれる、ゲインエラーを小さくするためですかね。DCゲインをおもいっきり上げている。Vosのみが測れるようにするため。

tomatin 回答番号 14
タイトル
Vc
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アクセス6034
投稿日時11/06/06 18:06

aaaaaaさん

1.ご指摘のように、トータルゲインが非常に高くなりますので、発振させないよう十分な注意が必要です。 簡単な回路にみえますが、実際にはそうではありません。

2.Vcを設定することにより、DUTの出力電圧を所望の値に強制的に設定することが可能になります。
この回路は他のパラメータ(CMRR等)の測定にも応用可能です。そのような 場合、電源電圧、Vcを適当な値に設定します。


aaaaaa 回答番号 13
タイトル
tomatinさま、質問です
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アクセス5724
投稿日時11/06/06 16:59
tomatin様、丁寧にありがとうございました。

図のようにまとめてみましたが、Vcは何のためにあるのですか?。
※このデータをダウンロードするにはログイン(ユーザー登録)が必要です。

tomatin 回答番号 12
タイトル
オフセット測定方法
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アクセス6246
投稿日時11/06/06 14:06
aaaaaaさん、
失礼しました。 添付を参照願います。 

図の回路で、コントロール電圧VCを0Vに設定すれば、DUT出力も0Vとなります。

*後段アンプ=>フィードバック抵抗回路=>DUTで1個の高ゲインアンプが構成されているものとみなすことが可能で、Vc=>DUT出力間はゲイン1倍の反転回路となります。

*Vc= 0V= DUT 出力= DUT反転入力となります。

※このデータをダウンロードするにはログイン(ユーザー登録)が必要です。

aaaaaa 回答番号 11
タイトル
コメントありがとうございます
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アクセス5978
投稿日時11/06/06 12:36
half field様、tomatinN様へ


■ ゲインエラー
フィードバック制御では
VOUTはエラーによって動かされています。有限なゲインでは
VOUTを動かすのにそのゲイン分の1のエラーが必要ということですね。
だから、VOUTを大きく動かそうとすれば、それだけ大きいエラーが
必要となるということですね。これはVosとは関係がない。

話し変わって、
実際のOPAMPでは、IN CM電圧を変え、VOUTを”OV”に
置いておこうとすると、IN差動電圧が変わりますが、これはVosの
変化と考えてもいいですよね。

■tomatinn様へ
何回も読んでいるのですがまだ理解できていません。
すいません。

tomatin 回答番号 10
タイトル
基準点
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アクセス6256
投稿日時11/06/03 12:57
割りこませていただきます。

1.オフセット電圧の”オープンループ時に出力電圧をゼロにするために必要な入力電圧“という定義に忠実な測定回路(反転アンプを追加したサーボループ回路)においては、DUT(Device Under Test)の反転端子がGND(0V)に接続されています。 
  従ってこの場合、
1)基準電位は、反転端子の電位
2)出力“0V”も反転端子の電位
 ということになります。

*電源電圧は正負対称で、“コモン電圧”はGNDになります。
*コモン電圧や電源電圧が変わればオフセット電圧も変わりますが、これらの場合には別の規定が適用されます。

2.
うるさく言えば、オフセット電圧の定義に“コモン電圧”
(反転端子電圧+非反転端子電圧)/2を引用するのは論理的に無理があろうかと思います。 どちらかの端子を基準にすれば、他の端子電圧はオフセットのために未知の値を持つわけですから、コモン電圧の値を事前に求めることはできません。

half field 回答番号 9
タイトル
ゲインエラーではないでしょうか?
ポイント
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アクセス6392
投稿日時11/06/02 23:57
>Vosは持つが、VCMの変化ではVOUTが動かない理想...中略...
>これが新たなVosになります。つまり、VCMによりVosは変化します。

VOSは、aaaaaaさんが仰っているように、
IN+-端子をVcc/2(片電源と仮定します)において、VoutがVcc/2になるように+-間電圧を調整したとき、これがVosである
であって、温度の変化を無視した場合、Vosはひとつの値だけをとり、不変であるとおもいます。

>VINを中点(+-電源の)から動かせば、VOUTも動き
>ます。このときVosも動かなければいけません。

これは、Vosが違う値をとるのではなくて、VINを中点から動かした時点で、有限のゲインが引き起こすエラーで、これはゲインエラーと考えられるべきだと思います。(アンプは、同相ゲインが0と仮定しています)

aaaaaa 回答番号 8
タイトル
少し明快になってきました。
ポイント
pt.
アクセス6058
投稿日時11/06/02 16:57
half field様、Greenline様、PNP-NPN様へ

■Greenline様のご意見。
>ここでの議論は、「算術だけ」で考えるとVout = VCMなんでしょうかね…。

これも一つの考えですね。

■(これはhalf field様のコメント読む前に考えたことです)
もうひとつの考え方は、
回路から考えると、差動回路ですから、+-がおなじなら、上下の
OUTTrは同じにバイアスされるように設計されているでしょうから、
OUTVは+-電源の真ん中になると思います。ただ、現実には少し
狂いますが、AOLは大きいのでIN換算すれば小さな値になって
しまいます。
 つまり、VOUTは+-電源の真ん中を0とする、です。

この場合、次のようなことが起こります。
Vosは持つが、VCMの変化ではVOUTが動かない理想OPAMP
を考えます。
Vフォロワで考えます。VIN-VOUTが入力換算オフセット電圧
Vosです。
VINを中点(+-電源の)から動かせば、VOUTも動きます。
このときVosも動かなければいけません。VOUTが中点から
動かすことができるのは差動電圧のみですから、VOUTの変化値/AOL
の差動電圧を新たに加えなければなりません。これが新たなVos
になります。つまり、VCMによりVosは変化します。


VCMによるVOUTの変化は同相電圧ゲインであります。これはVos
に繰り込めばVCMによるVosの変化と考えることもできます。
現実のOPAMPは同相電圧によってVosは変化します。昔、日経エレ
に連載された記事(ピース)によれば、彼の弟子考案の方法によって
VCMとVosの関係が測定されていました。VCMをー電源から
+電源まで動かすと、Voは同じ極性で減少し、また増加するのです。
同相ゲインとは定義できない非線形な動きを示していました。
つまり、VosはVCMによって変化するですかね。

■half field様へ
IN+-端子をVcc/2において、VoutがVcc/2になるように
+-間電圧を調整したとき、これがVosである、ですね。
実際には、このままINを動かすと、Vout=Vcc/2に保つ
ためにはVosを変化させなくてはいけない。これがVCMによる
Vosの変化である、ですかね。

half field 回答番号 7
タイトル
電圧を計る基準電位は、両電源の中間では?
ポイント
pt.
アクセス7310
投稿日時11/06/02 12:13
遅ればせながら、コメントします。

オフセット電圧の定義は、
両入力(+、-端子)の同相電圧を両電源(V+, V-)の中間電位(同相電圧)にセットしたときに、出力電圧が両電源の中間電位になるように加えた差動電圧をオフセット電圧と定義するのではないでしょうか?

もし、両入力の同相電位を基準にオフセット電圧を測るとすると、aaaaaaさんが仰るように、同相利得が0のアンプを仮定すると、オフセット電圧どんな値でも可能になってしまうと思います。

これから話すのは、シミュレーション上での話です、アンプをオープンループにして入力には、上記の定義のオフセット電圧を与えておき、出力を電源電圧の中間(同相電位)にした状態で、入力の同相電位と電源を同じ方向に同じ電圧だけ動かしてあげると、出力も同じ分だけ電圧が動きます。

Greenline 回答番号 6
タイトル
オペアンプ特性を簡単に測定する方法
ポイント
pt.
アクセス6245
投稿日時11/06/02 10:07
皆様

ご質問の回答というわけではありませんが、関連する資料が日本語化され、さきほどwebにアップされましたので、ご紹介します。できたてホカホカです。

Analog Dialogue Vol.45 No.4 オペアンプ特性を簡単に測定する方法


ここでの議論は、「算術だけ」で考えるとVout = VCMなんでしょうかね…。

aaaaaa 回答番号 5
タイトル
ご解答に対する意見
ポイント
pt.
アクセス6150
投稿日時11/05/31 16:59
PNP-NPN様へ、

 解答ありがとうございます。

■ ご解答の中段、

>たとえば5Vの電圧源を直列につなぎ、真ん中のタップをグランドと
>いう信号名をつけます。・・・このセンター信号を両入力に接続する
>と、このグランドという信号の電位から見て、アンプの入力同相電圧は
>0Vになります。
・・・
>これ(オフセット電圧)を打ち消す良いうに入力にオフセット電圧の
>逆の電圧を入れてやると、出力は0×AOLとなり、
>その同相電圧に釣り合います。

において、「出力は0×AOLとなり」、つまり0になる、ということ
ですが、オフセットは持つが、理想的な差動アンプでは、上の状態で
入力の同相電圧を動かしても、OUT電圧は変わらないですよね。
 つまり、+-端子間にーVosを加えておけば、その同相電圧を変えても
OUT電圧は変化しない。

 たとえば、上の状態で、新たに+3Ⅴを0とするとして、+-端子に
ーVosを加えながら+3Ⅴにもっていっても、OUT電圧は0のままですよね。
この場合、ⅤOUTは《新しい0Ⅴ》からみれば、-3ⅤであるからⅤOSは

「3/AOLだけ変化した」

ことになる。

ってことを考えてしまっているのですが、AOL=10^5としても、
3/AOLは、30μVだから無視できるってことですかね。
 理想ではAOL= ∞だからこれは0ですね。

■ つまり、Vosとは、OUTを電源電圧の範囲くらいにもってくる
のに必要な+-間電圧をいう、といった表現のほうがいいのではないでしょうか?


yoshi05様へ

コメントありがとうございました。

>理想オペアンプをオープンループで使って、
> In+ と In- をショート
>したとき、Out の電位はどうなるか。

そうですね。Vos=0の理想OPAMPはこのときVOUTがどうなる
べきかですね。 

yoshi05 回答番号 4
タイトル
Out0
ポイント
pt.
アクセス6114
投稿日時11/05/30 21:38
えーと、
問題で言っていることは、
 
理想オペアンプをオープンループで使って、 In+ と In- をショートしたとき、Out の電位はどうなるか。
 
ということでしょうか。
 
フィードバックなしだと不定じゃないかな。

 

PNP-NPN 回答番号 3
タイトル
電位は相対的なもの。
ポイント
pt.
アクセス6749
投稿日時11/05/30 14:44
 舌足らずな説明で失礼しました。問題を考える方のへの回答ではなく、ヒントになればと思って書き込みました。

 OPアンプの出力ゼロとは、どこから測ってゼロなのかということですが、OPアンプそのものはグランドを内包していないので、ちょっと悩むかもしれませんネ。OPアンプの原点に戻ると、OPアンプは、周囲にフィードバック回路がなければ、二つの入力(反転入力+、非反転入力-)の差電圧をオープンループ・ゲイン倍して出力するとういう動作をします。。オープンループ・ゲイン、AOLは非常に大きい(理想アンプでは無限大)ので、+側が-側より少しでも大きければ出力は、AOL倍されて上の方へあがってゆき、逆に-側が+側より少しでも大きければ逆に下のほうに下がってゆきます。では二つの入力をつないで同じ電圧にしたらどうなるかというと、出力どこかの電圧で止まったままになります。入力の差電圧が0ですから、いくら大きなゲインAOLをかけても0×AOL=0で出力は動かなくなります。この状態が出力ゼロということで、電圧は別にグランドレベルなくてもよいのです。オフセットがない理想アンプの時は、これで理論的には釣り合うはずです。現実のアンプでは、この電圧がわずかにずれたところで釣り合いが取れるので、この大きさをオフセット電圧とよんでいます。
 さて実際のアンプの回路を見てみましょう。実際のアンプは、電源が必要なので、出力がどちらかの方向にずれるといっても、この電源電範囲の内側です。入力は、+と-をつなぐといいましたが、実際は入力バイアス電流の電源へ戻る流れ道が必要(キルヒホッフの法則)なので、どこか電源と関連する電位に接続しなければなりません。通常は、グランドや電源電圧範囲内の電位に接続します。したがってこの入力同相電圧は、電源端子の間の電圧の何所かということになります。ではこの電圧は何Vというと、これは相対的なものになります。たとえば5Vの電圧源を直列につなぎ、真ん中のタップをグランドという信号名をつけます。この10V電源をOPアンプにつなぎ、このセンター信号を両入力に接続すると、このグランドという信号の電位から見て、アンプの入力同相電圧は0Vになります。このとき出力には、理論的には、オフセット電圧がAOL倍された電圧が出るはずですが、先にも述べたように電源電圧以上は触れないので、どちらかの電源電圧近くに張り付きます。これを打ち消す良いうに入力にオフセットの逆の電圧を入れてやると、出力は0×AOLとなり、その同相電圧に釣り合います。その電圧は、入力の基準となるグランドという信号の電圧から見てやはり0Vということになります。たとえば、アンプ周辺の電圧を、電源の負電源から-100Vを基準にしても考え方は同じです。入力はこの-100Vから見て+105Vであり、出力も+105Vで釣り合っているということになります。
 アンプの周辺の電圧は、どこかの基準電位に対する相対値ということになります。オフセットは、ふたつの入力に入力する差電圧で、出力がオープンループ倍されても増幅されずに出力が釣り合う状態の電圧といえます。オープンループで実際の測定するのは難しいので、フィーバック回路で有限のゲインとして、入力の同相電圧をある基準電圧(通常はグランドレベルなど)に設定して、出力の基準電圧からのずれを測り、ゲインで割り算して求めます。

aaaaaa 回答番号 2
タイトル
もう少しわかりやすくお願いします。
ポイント
pt.
アクセス6253
投稿日時11/05/27 07:46
PNP-NPN様へ

せっかくの回答が簡潔すぎてわかりません。

もう少し詳しくお願いします。

PNP-NPN 回答番号 1
タイトル
どこから測る
ポイント
pt.
アクセス6398
投稿日時11/05/25 15:54
OPアンプの電源と入力の同相電圧を考えると理解できる問題でしょうネ。OPアンプは3端子のデバイスと思われますが、電源をよく忘れます。

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