★ オペアンプ part10 [無断転載禁止]©2ch.net

**774ワット発電中さん** · 2016/11/21(月) 22:14:14.58

オペアンプ　Operational Amplifier

（222）　二本の抵抗で安定した増幅ができる便利な部品
j "''".|　オペアンプについて語りましょう。
`liiiiiil　　簡単便利に使えるネタなどもどうぞ～！！

★前スレ
　part9 http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/denki/1433560481/
　part8 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1346922328/
　part7 http://uni.2ch.net/test/read.cgi/denki/1287256098/

970を踏んだ人が次スレを立ててください

**774ワット発電中さん** · 2017/12/02(土) 23:09:38.61

>>564
ここ見ながら作った
http://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame3/instr.html
R1=1k
R2=R3=9.1k
R4=R5=1k
R6=R7=9.1k
その他，電源ピンに1uのコンデンサ
もう計装アンプ自作難しいから何かIC選定して買う予定
でもOPアンプの最小感度？についてちょっと気になる

**774ワット発電中さん** · 2017/12/02(土) 23:20:13.58

入力される信号は何？
どのような動作を期待してるの？
実物の画像うp!

まさかMHzオーダーでソルダレスブレッドボードとかで、じゃないよね。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/02(土) 23:29:26.77

実物写真はないが，一応基板焼いて作りました
信号は1ms未満の微分波形で，
周波数としては数kHzから数10kHz程度で行けるはず
（いちおう振幅は上下に振り切れるけど，100kHzのパルス波も増幅してくれるのを確認している）

**774ワット発電中さん** · 2017/12/02(土) 23:42:28.52

>>565
俺の経験だと、オペアンプの回路がうまく動作するかどうかのトラブルの半分ぐらいは
電源が適切に供給できていません。
あるいは、入出力の電圧が、動作範囲外であることが多いのです。

リンク先のなひてっくさんのページの回路は、電源が描かれていないので、>>565さんの
回路がどうなっているのかこの図からではわかりません。
これからも、相談される場合は実際に組まれた回路図を描かれるほうがずっと良いと思います。

チェックポイントです。
・この図の右のように、VCC(V+)とVEE(V-)で別々の電源をつかわれてますか？
・プラスの電源、マイナスの電源それぞれは何Vですか？

図の左。「入力電圧が180mVくらいないと信号が出てきません」とのことですが、
計測アンプの話なので、A-B の電圧が180mVになっている状態のことだと思います。
このとき、A、Bそれぞれの、対GNDの電圧はいくらですか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/02(土) 23:57:19.87

>>568さん
ご指摘ありがとうございます．
電源は±15Vの電源ICを使っています．
下リンク（ストロベリーリナックス社）のような既製品なので電源は大丈夫だと思います
https://strawberry-linux.com/catalog/items?code=25071
ファンクションジュネレータ（接地）で試験したので，
Aは0V(対地)でBは180mV(対地）だと思います

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 00:12:56.44

>>569
了解しました。
電源もコモンモード電圧も問題はなさそうですね…。

>振幅は上下に振り切れる
とのことですが、おおよそ-14Vから+14Vぐらいに振り切れるのでしょうか。

で、問題の
「入力電圧が180mVくらいないと信号が出てきません」
「Aは0V(対地)でBは180mV(対地）」
ですが、図のような波形なんでしょうか。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 00:22:16.64

回路はそのとおりです
波形としては入力する波形の振幅が180mV以下だと何も出力してくれません
180mV以上なら±14Vで振り切れて矩形波みたいになります
例えば，Vpeak to peak で180mVのサイン波を入力すると，
±14Vの矩形波ができます

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 00:27:22.07

>>571
むむむ。小さいと無反応で、反応したら振り切れでしかも同相ですか。
なんか、ヒステリシス付きの非反転のコンパレータの動作を見ているような。
OUTにつながっているオペアンプのVIN+とVIN-が逆接続ってことはないですよね。

(逆接だったらそうなる、と確認したわけでもないので、当てずっぽうですが)

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 00:57:08.65

全体のIN/OUTだけでなく段間の状態も確認しましたか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 02:11:58.63

実装が悪くて発振してましたとかのオチだったりして…
あとは、オフセットぐらいかな？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 05:10:01.66

きちんと組めていないんじゃないかな

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 07:38:38.16

石が壊れてない限り配線(パターン)ミスか半だ付けミス(接触不良、短絡)のような気がするな。
オシロで見ると初段の２つの出力波形は各々どうなってますか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 10:33:16.44

まさかとは思うがHPの回路図をそのまま組んだだけだったりしてな

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 10:49:50.92

LTSpiceでオペアンプをLT1498でシミュレートしてみたよ。

最終段のVIN+とVIN-を逆にしたら、160mVp-pでは反応せず、180mVp-pで矩形波になった。
ある意味すごい。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 11:22:06.32

>>570
おい、どうして入力AをGNDに落としてんだよ！差動入力だぞ

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 11:24:15.15

>>579
テストのときに一方をGNDに落とすのはわりとありますよ。
ってか、FGを繋いで実験するときに、>>579さんはどんな接続をされますの？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 11:32:08.16

それと、>579の指摘を>>570に対してされても、なんだかな、って感じです。
その回路は>>569さんの話に基いて図にしたものですので。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 11:44:24.76

>>580
FGじゃなくて入力Aがインスツルメンテーションアンプ自身のGNDに繋げられてるのが
いいのかと言ってるのだが。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 12:09:33.88

>>582
>いいのかと言ってるのだが。
いいですよ。
FGのグランドが計測アンプのGNDにつながってるなら、それでいいでしょう。

でも、>>582さんは、俺ならそうはしない、と考えておられるのだと思います。

特別にシングルエンド→差動変換器を用いない場合、FGをこの計測アンプに繋ぐとき、
>>582さんはどんなふうに接続されてますか？
さきほども
>どんな接続をされますの？
と質問したのですが。重ねてお願いします。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 12:18:16.54

FGは入力のA-B間だな。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 12:30:07.64

>>579、>>582
別に問題ないよ、って言うかチェック目的でよくやるけど？
>>570の２つの入力A・B用に各々２つの信号源(出力インピーダンスゼロの電圧源)があったとしてA側の信号源の出力がゼロV固定だとすると回路理論的には>>570と等価になるでしょう？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 12:45:52.42

インスツルメンテーションアンプってのは、入力信号がA-B間の差電圧としてのみ与えられ、
その差電圧を増幅するのが動作であって、A-GNDやB-GNDをそれぞれ増幅して合成する
動作ではないのだよ。
だから、Bの電圧が「対A」で何Vというのはあっても、「対GND」の何VというGND電位依存の
考え方はあてはまらないよ。
もし入力のAかBをGNDに落としたら、その回路はインスツルメンテーションアンプとして動作しない。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 12:46:07.79

>>584
>FGは入力のA-B間だな。

この図のような感じですか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 12:51:12.04

うん、アンプのGNDを繋ぐのはシングルエンドの出力測定側機器のみ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 13:00:31.63

>>588
>>587のような接続の場合、
入力のオペアンプの同相入力電圧はどうやってきまるのでしょうかね…

あと、具体的には元質問はNJM4580ですが、このオペアンプが動作するためには、
入力から標準値で100nAのバイアス電流（IB)が流れ出ます。
このIBは元を辿れば、オペアンプのプラス電源から供給されるものです。

AとBの両方から流れ出た100nAはFGに流れ込むしかないわけですが、そこから戻るルートがないと
回路として成立しないですよ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 13:10:27.66

信号源のインピーダンス影響が少ない高めの抵抗でA-B間を結んで
バイアス経路を確保します。（入力に絶縁トランスを使えば不要です）

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 13:16:34.67

>>590
あなたが書いていることを図にしたらこんなふうになりかねないですが、
これで良いのでしょうか。

図を人任せにしない方が良いと思うのだけど。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 13:26:49.96

>>591
すまん、抵抗の場合は互いにGNDへ、絶縁トランスはセンタータップをGNDにね。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 14:41:41.17

>>592
つまり、あなたが同意された>>587の接続は間違ってるわけです。
あの回路では、オペアンプの入力電圧が定まりません。
というか、バイアス電流が流れ出るタイプのものなら、上に張り付き、流れ込むタイプのものなら下に張り付き、C-MOSタイプなら不定になります。

で、計測アンプは、（理想的には）計測アンプ自体のGNDから見た許容される最大電圧と最小電圧の間であれば、
たとえば、A入力B入力の差が1Vであれば、5Vと1Vであっても、-1Vと-2Vであっても同じ出力になるものです。

ですので、一方が0Vであるだけのことなので、>>570の回路で問題はないのです。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 14:44:22.09

とりあえず>>570の接続が間違いかどうかの話にもどってきた。

というか疑似差動入力のA/Dコンバータとかだと、あまり振れない方の入力をGNDに
接続することはわりと多いですよね…。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 15:21:00.97

計装アンプの差動入力をGND電位を基準に考えるのはナンセンスよ。
たとえば、鉄道のDC1500Vの架線の任意の2点間の電位差を測る時、
計装アンプの入力を2点に繋ぐだけ。GNDは架線のどこにも繋がない。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 15:42:32.16

>>595
あれ？>>589に戻ってきました。オペアンプから流れ出たバイアス電流はどこに行くのですか？

やっぱり、抵抗を介してやっぱり計測アンプのGNDに繋がないと動作しないと思いますよ。

それとあなたが書いているのは、「俺が計測アンプを使うときにこうしている」という話でしかないのではないですか？
計測アンプの一方をGNDに繋いではいけないという根拠にはなっていません。

計測アンプとして作っておいて、ずーっとシングルエンド入力でしか使わない、ということであれば、計測アンプとしては
もったいないし、それをもってナンセンスだということはありだと思います。

でも動作確認時にFG入力を入れる際の接続や、一般測定システムのフロントエンドとして出荷された計測アンプの一方の
端子をGNDに接続して、そのときシングルエンド入力として使うことは問題はありません。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 15:47:27.47

>>595
その計装アンプは電池駆動ということはないのね？
つまりどこかで接地されてるんじゃないのか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 15:51:51.06

もちろんバイアス経路は内包済みの前提でだよ。
お絵描き非対応なので、全てをうまく伝えられないのだが・・・

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 15:54:42.88

>>598
ほら。GNDに接続しているじゃないですか。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 15:56:41.02

ところで、当の本人様は・・・
回路図や接続状況等が出て来ないとこれ以上は。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:01:14.30

>>599
GNDにダイレクトに落とさない（電気的に導通状態かつ等電位にしない）という旨です。
高めの抵抗を付加する目的はバイアス対策のみですから。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:03:14.87

>>601
それのどこに不都合があるのか書かれてませんよ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:09:07.87

>>601
>バイアス対策のみ
とのことですが、たとえばC-MOSオペアンプのようにpAオーダーのバイアス電流しか流れない
ものであれば、それなりに高い抵抗値を選ばれるということでしょうか。

測定対象と、計測アンプがともに商用電源で動作している場合は、
両者のGNDをかっちりと繋いでおかないと、誘導にかかわる電流が流れることがあります。
MΩぐらいの抵抗だと、簡単に数10Vを超えて、計測アンプの同相入力電圧範囲を超えますぞ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:12:47.32

>>603
それが理由で壊したことはまだ無いんだが、GNDループの方を避けてる。
こっちの方が怖いので。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:12:55.67

で、ぐるーっと回ってきて、FGで動作確認する際に>>570の接続で生じる問題って何なんでしょう。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:14:30.26

>>604
え？1500Vの架線を見るときもループができるような接続なのですか？
俺はバッテリ動作だと思ってましたよ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:15:59.15

（追加）
対象がDCじゃなければ、差動入力の+/-両方にコンデンサを通してAC結合にしてるよ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 16:18:03.08

まああとは読んだ人の判断でいいかなー。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 18:13:09.05

揚げ足取りが目的の書き込みが多すぎる。
相手にしなくていいと思う。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 18:24:08.28

>>607
コンデンサで直流が切られるとバイアス電流が流れるルートが無くなるでしょ？
アナログ・デバイセズ社のホームページでも参考にするといいかと。
http://www.analog.com/jp/education/landing-pages/003/inamp-effective-way.html

例えば↓これ。
計装アンプの動作不良
電源投入直後などに出力がどちらかのレールに張り付いてしまう場合、その原因は、入力ピンからのバイアス電流の流れ先がキチンと設けられてない事が考えられます。簡易図になりますがAD8231を例としての対策としては、図4-7のように高抵抗を用いてバイアス電流経路を確保させます。スイッチやマルチプレクサを併用する際、これらがオフ状態になる場合にも気をつけましょう。
https://i.imgur.com/BmMuRt6.jpg

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 18:26:33.53

>>609
論破が生きがいなのでしょう

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 18:42:00.05

>>610
>>607のコンデンサでAC結合している、は、下のリンク先の右下図のようにしていると思います。

でも計測アンプについては、わりかしこの手の思い違いをして、フローティングで接続して悩む人が多いのです。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 18:54:08.66

有意義な熱い議論がたたかわされていて素晴らしい

しかしタイミングが悪い
まず自作の計装アンプがちゃんと動いて、実用になってからだともっと良かった
>>578で終わっているから動いたんだろうけど

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 18:55:41.45

562です
皆さんご意見ありがとうございます．
FG，電源，回路，オシロのグランドはすべて共通で実験していました．
FGを浮かせて（FGが回路や電源とグランド共有でない）試験すると波形がでませんでした．
また，アンプの出力は何もインプットしていないとき14Vが出力されていましたが，これはいったい？
（FGの片方の端子が電源オフでも対GNDで電位を持っているのかな？）
計装アンプにもオフセット調整が必要でしょうか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 19:15:15.56

>>614さん

>>578はご覧になっていただけましたか。
この図のようにプラスとマイナスが逆の状態でシミュレートしたら、昨日遭遇されていたような
現象が再現できましたよ。

あと、この状態だと、何も入力に接続しないなら、出力はどちらかに張り付きます。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 19:16:09.98

>>610
普通はAC結合のコンデンサはバイアス抵抗よりも外側に入れるだよ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/03(日) 19:45:42.81

>>615さん
実物の回路が今手元にないので，2段目のアンプの端子は明日確認してみます
（手元の自分で書いた回路図だとそうなってる．．．）

**774ワット発電中さん** · 2017/12/04(月) 00:05:19.59

何かデジャヴ感してたけど、どっかのスレで
RS485のGNDを各端末同士接続するかどうかで
同じような議論があったのを思い出した

**774ワット発電中さん** · 2017/12/04(月) 00:48:49.71

485もGND接続しない人とか、そういうアダプタとかありますね。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 01:47:23.99

485の議論のときも思ったけど、「GND接続しなくても動作する」っていうのが
実務経験に基づいているようで、嘘とは思えないんですよね

昔読んだイトケン本では、電気炉使ってる所ではアースの電位差が
ＡＣで数百ボルトもある、って書いてあったけど
じゃあ、そういう場所で（何となく浮かせた装置の）GND同士
接続したほうがいいのか、しないほうがいいのかってよく分からないですよね？

まあ、自分で関わるとしたら安全見て絶縁型にするんだけど･･･

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 02:13:04.10

FGのAC電源を2pin or 3pinを使っているかで変わってきたりしないかな。

2pinタイプだと2次側がOPアンプの電源に対して実質浮いてるので、
OPアンプのバイアス電流で、入力端子の電位がどちらかに張り付き、
一定以上の振幅を入力しないと出力に現れないとか。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 07:04:06.17

>>620
>「GND接続しなくても動作する」っていうのが
>実務経験に基づいているようで、嘘とは思えないんですよね

>>621さんが書かれているような実態も含めて、実際のところ結構(場合によってはなんとなく)動いてしまうのだと思います。

>>587-588のあとでバイアスのことを指摘したら、電流経路は作る、と後付けされてましたが
これも、オペアンプやファンクション・ジェネレータのグランドのとり方次第で、バイアスの電流経路なしで
動くケースもあるんじゃないでしょうかね。

実際のところ、本当に>>587のような接続を良しとしているケースをよく見かけるのです。

経験則や実験でうまく動作したことを、正しく動作していると思ってしまうことはよくあります。
これがリクツの観点からNGだと言われたら、場合によっては出荷している製品もあるわけで、
素直には受け入れ難いこともあるだろうなあと思います。

一方で、経験や実験を軽視していても、演繹的に設計するだけでは足りないこともあります。
偏っては良くないですね。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 13:35:46.02

差動増幅器の場合、与えられた信号は正負2つの入力間を出入りするのです。GNDとの間ではないです。

接続したFG側から見た負荷は、差動増幅器の正負2つの入力間です。増幅器側のGNDは一切関係なし。
つまり、増幅器のGNDがFG側から見た負荷の帰線でないことが差動の条件。GNDが信号帰線として
動作するのでは、それはもう差動増幅になりません。

この仕組をイメージ・理解できなく誤解している人が多いので、バイアス経路用の抵抗に突っ込みを入れたり
揚げ足をとったりしてしまう事もあるんでしょう。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 14:56:17.20

計装アンプは差動増幅器ではないということかな

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 18:47:22.44

左の回路は動作しますが、右の回路は動作しません。
右の回路の場合は、なんらかの接続で対GND電圧が定まっている必要があります。

ってことは>>623としては左はOKでも右は差動入力回路としてはNGなんですかね…

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 19:00:49.90

差動入力回路の片入力をGNDに落として、信号源をGNDともう一方の入力に接続してもちゃんと動作します。
(ファンクション・ジェネレータを>>625の右図のようにGNDから浮かせて接続したときに正しく動作しないのと対照的に、です)

GNDに落としたのでは、もはやそれは差動入力回路ではない、というのが>>623の主張なのだと思いますが、
それは動作的に差動入力回路でないだけのことで、回路構成は差動入力回路です。

観点の違いに過ぎません。そこを混同されているような気がしますがどうなんでしょね。

たとえばこんなことです。
マイコンをプログラムして、1つのポートからの入力を、他の出力から反転して出力するだけの機能をもたせたとします。
>>623的な解釈であれば、それはもはやマイコンでなく、クロックで駆動されたレジスタ付きインバータなのかもしれませんが、
俺から見れば、やっぱりマイコン回路なんですよ。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 22:32:47.09

623さんみたいなこと言いだしたら、NPNトランジスタ2石の
教科書的な差動増幅回路でも「差動増幅でない」ってことになるのでは？
条件満たせるのはトランスかフライングキャパシタ式のアンプくらいかも

**774ワット発電中さん** · 2017/12/07(木) 22:39:40.65

>>623
なんで℃素人は知ったかするんだろう。
>この仕組をイメージ・理解できなく誤解している人が多いので
これって自分の事言ってるんだろ。
知識が浅はか過ぎて理解出来てない感じｗｗｗ

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 01:07:58.98

>>628
そうそう、ズバっと明快に論破してやって下さい。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 01:39:40.23

>>625
右は計装アンプの等価回路？
だったらバイアス経路を与えれば右もOKでしょう。どうしてダメ？
回路図で示さないとあれか。時間を。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 09:23:37.63

>>630
その対GNDの電位を決めるための回路を付加しないとダメって話ですよ。
そして、その中のひとつの方法として一方の入力をGNDに接続することもありってことです。
それは差動入力ではないのではないかという議論については>>626で書いたとおりで
観点に違いに過ぎません。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 09:32:38.10

>>629
>そうそう、ズバっと明快に論破してやって下さい。
ダメだ、馬鹿だ、クソだ。みたいな切り捨てだけだと実りがありません。
ときとして、わかりやすい明快さは、カタルシスという快楽を得るための手段になり、
ややもすれば、個人を攻撃するための議論になります。

この場で大切なのは、どういう問題があるのかを技術的な観点で議論することだと思います。
俺も人間なので感情を完全にフラットにするのは難しいですが、努めて技術的視点にいたいと考えています。

ぜひ>>629さんも技術的な話に加わって。…ってすでに加わっておられるかもしれませんね。すみません。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 12:48:20.58

>>632
>この場で大切なのは、どういう問題があるのかを技術的な観点で議論することだと思います。

いくら技術的な話をしても理解しようとせず
自分の能力の無さを知ったかぶりして開陳するしか能の無い　>>623
いくら言っても無駄。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 14:16:03.86

まあまあ、誰もみな最初は無知で素人なんだから。

それにそういう主張だって議論のネタとしては有用だと思うしね。

**630** · 2017/12/08(金) 20:08:24.54

>>625>>631
すみません、インスツルメンテーション・アンプで回路図を描いてみました。
https://download1.getuploader.com/g/mcnc/454/Image1.png

シングルエンド出力のFGからの入力は回路図のとおり、デファレンシャル入力の±に
接続するだけでOKだと思いますが。FGのOUTをホット、FGのGNDをコールドとして。

例えデファレンシャル（バランス）出力を備えたFGを使う場合でも、時としてアンプ側のGNDと
FG側のGNDとは接続カットすることもありますよね？
間違ってます？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 20:49:14.51

>>630=635
「バイアス回路をつけても、というかアンプ側のGNDがかかわってくる回路は
　差動増幅でない」と主張してるのは >>623さんですよ
>>625さんの反論は（ちょっと？なところはあるけど）
右図は
・バイアス回路入れないと動作しない
・バイアス回路入れると、623の主張によると（多分）差動増幅ってことにならない
これについてどう考えますか？ 623の主張は変では？ってことだと思います

**636** · 2017/12/08(金) 21:04:58.59

ちなみに、>>625の（ちょっと？なところ）というのは
左の回路でも、増幅器側のGNDと関係あるので、>>623の主張に従うと
差動増幅器ではない、だろうな･･･という点です

**635** · 2017/12/08(金) 21:21:48.20

>>636
このアンプのGNDは、シングルエンド出力の基準電位を決めるためだけなんですよね。
入力ではGNDではなくIN+とIN-の相対電位差のみしか評価しない。

ということで>>625さんのGNDに対する指摘は、単なるバイパスルートの確保ではなく
信号電位のために必要との事なので違うのかなと。

>>623の半分だけは理解。　　　・・・でもたしかに差動はややこしいと思う。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 21:38:05.63

623さんは「概念としての差動増幅」と、それを実現するための
現実の回路の動作とがゴッチャになってるのかも

「信号は正負2つの入力間を出入りするのです。GNDとの間ではないです。」は
「概念としての差動増幅」の動作としての記述としては正しいけれど
現実の回路の入力に流れる（必ずしも信号ではない）電流の流れとは
一致しないわけで

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 21:48:37.05

漏れ電流は信号じゃないな
ノイズにはなるかもしれないが

**774ワット発電中さん** · 2017/12/08(金) 22:36:45.60

>623さんは「概念としての差動増幅」と、それを実現するための
そこかな。

理想オペアンプって概念がありますが、>>623の主張は理想差動入力なのかもしれないな。

>単なるバイパスルートの確保ではなく信号電位のために必要との事なので違うのかなと。

現実の差動入力アンプでは、両方の入力が決められた電圧の範囲に入っていないと動作しません。
ですので、両入力の信号電位がその範囲内に収まるようにすることは必要なんです。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 01:30:41.94

CMRR=∞、Vicr=±∞、Iib=0の理想的なものしか差動増幅器として
認めないということだと、ゲインが∞じゃないとオペアンプとして
認めないというのと同じようなことだよな。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 01:35:38.02

でも現実の回路でグランドをつながないで納品したということだと、
たまたま電源経由でDC的につながってるならいいけど、場合によって
は絶縁抵抗でつながっていて危なっかしく動いているなんてケース
もありそうだね。

**635** · 2017/12/09(土) 02:41:11.21

>>641
その信号電位というのは入力信号の電位でしょうけど、例の回路図で言えば
IN+の信号電位はIN-に対する差分電位として成立してませんでしょうか。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 15:36:42.59

>>644
>■その信号電位■というのは入力信号の電位でしょうけど、■例の回路図■で言えば
>IN+の信号電位はIN-に対する差分電位として成立してませんでしょうか。

あなたが書いている「その信号電位」は、>>641の下記のくだりで出てくる「信号電位」のことを指していますか？
>両入力の■信号電位■がその範囲内に収まるよう
またあなたが言う「例の回路図」が>>625の右の回路図でしょうか。

（あの、例の、なんて書かずにできるだけ明確にしていただけると助かります）

>>644の■その信号電位■、■例の回路図■が上の理解で良いのなら、ですが、
>>641で言ってる信号電位は、差分電位のことではないですよ。>>625の右の図の2つの入力それぞれの対GND電圧のことです。
両方の端子の電圧が、個別に、回路で定まる対GNDの範囲に収まっていないといけません。

これも実際には単体部品としてのオペアンプから見れば、マイナス電源とプラス電源によって決まってきますが、
>>625の右の図のように構成された上で、電源電圧も定まっているなら対GNDで表現することが多いのではないかと思います。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 15:40:02.62

>>643
>場合によっては絶縁抵抗でつながっていて危なっかしく動いているなんてケースもありそうだね。
これはあるかもしれないですね。

問題に気付かずに、ああこれでちゃんと動作するんだ、と、学んでしてしまうこともありそうです。

**635** · 2017/12/09(土) 15:58:05.03

>>645
すみません、「例の回路図」とは私が書いた回路図の方で、「その信号電位」は私の書いた回路図における
入力信号電位です。
インスツルメンテーションアンプ回路内における信号電位は、インスツルメンテーションアンプ回路側で
決まりませんか？　外から（信号源の方から）与えてやる必要は無いように思います。

増幅動作を数式にしたら

　V(出力) = ( V(IN+) - V(IN-) ) * Gain + V(REF)

こうなりませんか？

ゆえに同相の外乱（信号源対アンプ）の電位のブレや差に強い原理ではないのかなと。
信号源とアンプとで、電位差が数千ボルトあったり変動が激しくて不定な場合でも、GNDを共通にしない事で
扱える工夫・考案が差動増幅や差動伝送のメリットじゃないかと。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 16:47:18.69

>>647
>>635の回路図でコンデンサで直流を切っているから大丈夫なのでは、ということですね。
純粋に差分だけ考えれば済むかどうかは信号や回路次第ですけど、大丈夫であることもあります。

コンデンサで直流を切っていない場合なら、
V(出力) = ( V(IN+) - V(IN-) ) * Gain + V(REF)
この V(IN+) と V(IN-) のそれぞれ両方が回路が許容する電圧範囲に入るように保証しないとダメですよ。

差分が小さくても、コンデンサで直流を切っていても、GNDを繋いでいてもダメなケースはあります。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 16:52:48.10

>>647
多分645さんが丁寧な回答されると思いますが、横からちょこっと

一般のOP-Ampの入力端子の電圧（電位）は、大雑把に言って
正電源以下負電源以上に制限されている（その範囲以外だと正常動作しない／
保護回路が働く／壊れる）のはご存知だと思います。

例えば、信号源のGNDが増幅回路のGNDより100V高くて信号電圧が1Vのとき
２つのOP-Ampの入力電位は増幅回路回路のGNDから見て101Vと100Vになるのは
理解できると思いますが、当然動作できませんよね？

**649** · 2017/12/09(土) 17:03:20.06

あ、ごめんなさい
コンデンサで直流切ってるときの話なんですか、無視して下さい

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 17:16:54.22

FG(Function Generator) の FG(Frame Ground)

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 17:33:03.72

でも、コンデンサで切っていても、不要なコモンモードの大きい交流信号が入って来るなら
オペアンプの入力電圧範囲の制約を受ける。
それを避けるためには、差動入力アンプのグランドと大地の結合を小さくする必要がある。
差動入力アンプのグランドと大地の結合を十分小さくできるなら入力は直流結合してもOKってことにもなりますね。

**635** · 2017/12/09(土) 23:41:05.36

>>649
その場合、信号源側のGNDとインスツルメンテーションアンプのGNDとを繋げば、電路が形成されて
絶対定格を超えるので、お互いのGND同士は繋げないですね。それでも正しく差動増幅するでしょ？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/09(土) 23:58:39.33

そうですね
交流成分は阻止できないから同じことですね

**649** · 2017/12/10(日) 00:02:00.09

あ、>>654は>>652へのレスです
>>653にはまた明日

**635** · 2017/12/10(日) 00:26:34.14

俺としての疑問点はただ一つ。
増幅対象のある種の電圧源ともいえる電位差を持つ2点を、インスツルメンテーションアンプの
IN+とIN-とに繋ぐ以外に、インスツルメンテーションアンプのGNDを入力側の何がしかにも繋げて
基準電圧とする必要があるという主張の根拠が不可解なだけだよ。
俺はIN+とIN-との間に電位差を与えてやるだけでいいと理解してるのだけど。

**635** · 2017/12/10(日) 00:52:27.96

先のFGを繋ぐ場合のイメージですが・・・。どうでしょう。
https://download1.getuploader.com/g/mcnc/455/Image2.png

**774ワット発電中さん** · 2017/12/10(日) 02:58:38.16

また明日、と書いたもののちょっとだけ

揚げ足とり的で疑問には直接答えてないかもしれないけど
>>657の回路は
>>656で言う「IN+とIN-との間に電位差を与えてやるだけでいい」にはなって
ないですよね？

>>657の回路は
・(IN+とGNDの差電圧）を(C+とRB+で分圧して) アンプの+入力に
・(IN-とGNDの差電圧) を(C-とRB-で分圧して) アンプの-入力に
入れてるわけで、決してGNDから浮いた差動電圧を入力してるわけではないはず
（もちろん、Cがなくて直結でも同じことです）

Cがあると、「このCはどういう経路で充電されるのだろう？」とか
C+とC-の値の誤差とかはCMRRに影響ないんだろうか？とか心配な点はあるけど
恐らく657の回路は一部屋（あるいは一棟）の範囲では動作はするんだろうな、とは
思います。まあ、続きは明日ということで

**635** · 2017/12/10(日) 03:56:40.24

それでは直結で
https://download1.getuploader.com/g/mcnc/456/Image3.png
この様に、>>657のIN+/IN-それぞれCによるデカップリングなしでいきましょうか。
それでも同じだと思いますが。
要は、IN+とIN-との間に生じてる電圧を増幅した結果が出力に現れるのですから、
IN+とIN-以外に何も繋ぐ必要は全くないですよね？

例えば、何か起電力の小さな電池の電圧を計測したく、その電圧を増幅してみようと
考える場合、IN+とIN-との間にその電池を繋ぐだけで済みませんか？
電池のどの電極からも、インスツルメンテーションアンプのGNDに繋ぐ必要は無いと
思いますけど。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/10(日) 09:09:41.57

現実的なデバイスと理想でごちゃごちゃしてるな。

ttp://www.analog.com/jp/education/landing-pages/003/inamp-effective-way.html

の「計装アンプの動作不良」の項の話しは結構最初の方で出てたけど。
わざわざ書いてるってことはここで詰まる人多いのかな。

トランジスタレベルまでばらして、FET入力の差動アンプで回路の動作を考えるとわかりやすいと思う。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/10(日) 11:00:49.82

幾ら言っても無駄
馬鹿は馬鹿、基地外は基地外。
ま、両方かも試練が

**774ワット発電中さん** · 2017/12/10(日) 11:57:46.38

>>659=635
>>630以降の書き込みをざっと読み返してみましたが630の疑問に対する回答は
>>631さんの「対GNDの電位を決めるための回路を付加しないとダメ」って説明で
つきていて、実は635さんはそのとおり実行しています

「インスツルメンテーションアンプのGNDを入力側の何がしかにも繋げて
　基準電圧とする必要があるという主張の根拠が不可解」
「IN+,IN-以外に何も繋ぐ必要は全くない」と
言いながら、AMP側のGNDをRB経由でIN+,IN-のコモンモード電位付近に
接続しているわけですから
（RBはバイアス電流経路確保のため「だけ」と理解されているようですが
　仮にバイアス電流０であったとしても、ICの入力コモンモード電圧範囲の
　制限があるかぎり、この抵抗なしでは動作しません）

なお、>>647で
「信号源とアンプとで、電位差が数千ボルトあったり変動が激しくて不定な場合でも
　GNDを共通にしない事で扱える工夫・考案が差動増幅や差動伝送のメリットじゃないかと」と
書かれていますが、少し誤解があるようにも思われます。
完全に「GNDを共通にしない」ことができるのは、いわゆるアイソレーション・アンプと
呼ばれるものです。

**774ワット発電中さん** · 2017/12/10(日) 13:20:31.26

電源供給をレギュレータ機能でoffにした時に電源端子に0.6v程度の電圧が出るんですが
入力電圧振ると電源端子の電圧も変化するということは入力電圧から電源端子に流れているという事でしょうか？

**774ワット発電中さん** · 2017/12/10(日) 13:48:58.70

オペアンプに限らず、信号ラインから電源へのリークは普通にある。
（静電保護ダイオード経由とか）

省電力目指して一部回路の電源を切るときは注意ですね。
レギュレータがディスチャージ機能つきタイプだと、
リーク電流流れっぱなしになったりとか……