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電圧コンパレータ回路の構築とテスト:デュアルオペアンプを使用

はじめに

電圧コンパレータはアナログエレクトロニクスの基本的な構成要素であり、2つの入力電圧のどちらが高いかを判断する回路を可能にします。このチュートリアルでは、単一のデュアルオペレーショナルアンプを使用したシンプルで実践的なコンパレータを構築し、LEDで結果を観察し、風速アラームなどの実用的な応用を探ります。

部品と材料

設計に1チャネルしか必要ない場合でも、デュアルオペアンプを使用することはベストプラクティスです。部品数を節約し、ラボキットを将来のプロジェクトに対応できる柔軟な状態に保てます。

関連リファレンス

Lessons In Electric Circuits、第3巻、第8章:「オペレーショナルアンプ」

学習目標

回路図

電圧コンパレータ回路の構築とテスト:デュアルオペアンプを使用

イラストレーション

電圧コンパレータ回路の構築とテスト:デュアルオペアンプを使用

コンパレータの動作原理

オペアンプの出力は、正の電源(+18V)付近またはグラウンド(0V)付近のいずれかに飽和します。非反転入力(+)が反転入力(−)より高い電圧を受け取ると、出力がハイになりLEDが点灯します。反転入力の方が高い場合、出力はローになりLEDは消灯します。

より深い洞察を得るには、2つの入力端子にボルトメータを接続してください(グラウンド基準)。ポテンショメータを回すと数値が変化し、LEDのオン/オフ状態と一致することがわかります。

電圧コンパレータ回路の構築とテスト:デュアルオペアンプを使用

実用的な応用例

風速を比例電圧に変換する風速計を想像してください。この信号を非反転入力に、固定基準電圧を反転入力に入力することで、風速が設定閾値を超えたときに強風アラームをトリガーできます。

電圧コンパレータ回路の構築とテスト:デュアルオペアンプを使用

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