計装アンプとは 計装アンプを使用すると、エンジニアは複数の抵抗値を変更することなく、アンプ回路のゲインを調整できます。これを、以前に説明した、複数の抵抗値の調整が必要な差動アンプと比較してください。 いわゆる計装 アンプは、差動アンプの最後のバージョンに基づいて構築されており、その機能を提供します。 計装アンプ回路を理解する この威圧的な回路は、2つのバッファ回路をリンクする3つの新しい抵抗を備えたバッファ付き差動アンプ段で構成されています。 R ゲインを除いて、すべての抵抗が等しい値であると考えてください。 。 左上のオペアンプの負帰還により、ポイント1（R ゲインの上部）に電

差動オペアンプ回路 フィードバックのないオペアンプはすでに差動アンプであり、2つの入力間の電圧差を増幅します。ただし、ゲインを制御することはできず、一般的に高すぎて実用的ではありません。これまでのところ、オペアンプに負帰還を適用すると、入力の1つが実際に失われ、結果として得られるアンプは、単一の電圧信号入力を増幅する場合にのみ有効です。ただし、少し工夫すれば、両方の電圧入力を維持しながら、外部抵抗によってゲインを制御してオペアンプ回路を構築できます。 すべての抵抗値が等しい場合、このアンプの差動電圧ゲインは1になります。この回路の分析は、オペアンプの非反転入力（+）がにあることを除い

3つの等しい抵抗を取り、それぞれの一端を共通点に接続し、次に3つの入力電圧（抵抗の自由端のそれぞれに1つ）を印加すると、共通点で見られる電圧は数学的な平均 3つのうち。 この回路は、実際にはミルマンの定理の実用的なアプリケーションにすぎません。 この回路は、一般にパッシブアベレージャーとして知られています。 、非増幅成分で平均電圧を生成するためです。 パッシブ 単にそれが増幅されていない回路であることを意味します。平均化回路の右側にある大きな方程式は、ミルマンの定理から得られます。ミルマンの定理は、個々の抵抗を介して相互に接続された複数の電圧源によって生成される電圧を表します。平均

計装回路では、DC信号は、温度、圧力、流量、重量、運動などの物理的測定値のアナログ表現としてよく使用されます。最も一般的には、 DC電流 信号は DC電圧よりも優先して使用されます なぜなら、電流信号は、ソース（測定デバイス）から負荷（インジケータ、レコーダ、またはコントローラ）に電流を運ぶ直列回路ループ全体で大きさが正確に等しいのに対し、並列回路の電圧信号は、一端からその他の抵抗性ワイヤ損失によるもの。さらに、電流検出機器は通常低インピーダンスであり（電圧検出機器は高インピーダンスです）、これにより電流検出機器の電気的ノイズ耐性が向上します。 電流を物理量のアナログ表現として使用するには、

分割されたフィードバック増幅器回路を理解するための有用なアナロジーは、レバーの端の相対運動が入力電圧と出力電圧の変化を表し、支点（ピボットポイント）が実際または仮想の接地点の位置を表す機械式レバーの例です。 たとえば、次の非反転オペアンプ回路を考えてみましょう。前のセクションから、非反転増幅器構成の電圧利得が1を下回ることは決してないことがわかっています（1）。アンプの回路図の横にレバー図を描き、支点とレバーの端の間の距離が抵抗値を表す場合、レバーの動きはアンプの入力端子と出力端子の電圧の変化を示します。 物理学者は、このタイプのレバーを、支点と出力（負荷）の間に入力力（努力）が加

負帰還配線に分圧器を追加して、出力電圧の一部だけが全量ではなく反転入力にフィードバックされるようにすると、出力電圧は倍数になります。 入力電圧の値（簡単にするために、オペアンプへの電源接続はもう一度省略されていることに注意してください）： R 1 の場合 およびR 2 両方とも等しく、V in が6ボルトの場合、オペアンプはR1の両端で6ボルトを降下させるために必要な電圧を出力します（反転入力電圧を6ボルトに等しくし、2つの入力間の電圧差をゼロに保つため）。 R1とR2の2：1分圧器を使用すると、これを達成するにはオペアンプの出力で12ボルトかかります。 この回路を分析する

オペアンプの出力をその反転入力に接続し、電圧信号を非反転入力に印加すると、オペアンプの出力電圧がその入力電圧に厳密に従うことがわかります（電力を引き込むことを怠っています）電源、+ V / -Vワイヤ、および簡単にするためのアース記号）： V in として 増加、V out 差動ゲインに応じて増加します。ただし、V out として 増加すると、その出力電圧は反転入力にフィードバックされ、それによって入力間の電圧差を減少させるように作用し、出力を下げるように作用します。任意の電圧入力で何が起こるかというと、オペアンプはV in にほぼ等しい電圧を出力します。 、ただし、V i

デジタル電子技術が登場するずっと前に、コンピュータは、数値を表すために電圧と電流を使用して計算を電子的に実行するように構築されていました。これは、物理プロセスのシミュレーションに特に役立ちました。たとえば、可変電圧は、物理システムの速度または力を表す場合があります。抵抗分圧器と電圧増幅器を使用することにより、これらの信号に対して除算と乗算の数学演算を簡単に実行できます。 コンデンサの電流を計算するための基礎としての微積分微分関数 コンデンサとインダクタの反応特性は、微積分関数に関連する変数のシミュレーションに適しています。コンデンサを流れる電流が電圧の変化率の関数であったこと、およびその変化

複雑な回路図を描きやすくするために、電子増幅器は、内部コンポーネントが個別に表されていない単純な三角形で表されることがよくあります。この記号は、アンプの構造が回路全体のより大きな機能とは無関係であり、理解する価値がある場合に非常に便利です。 + Vおよび-V接続は、DC電源のプラス側とマイナス側を示します。それぞれ。すべての信号電圧はアースと呼ばれる回路の共通接続を基準としていると想定されているため、入力電圧と出力電圧の接続は単一の導体として示されています。 。多くの場合（常にではありませんが！）、DC電源の1つの極は、正または負のいずれかで、その接地基準点です。実際のアンプ回路（入力電

オペアンプ（Op-amp）とは何ですか？ オペアンプとも呼ばれるオペアンプは、基本的には、入力/出力端子間でコンデンサや抵抗などのコンポーネントとともに使用するように設計された電圧増幅デバイスです。それらは本質的にアナログデバイスのコア部分です。このようなフィードバックコンポーネントは、アンプの動作を決定するために使用されます。アンプは多くの異なる動作（抵抗性、容量性、またはその両方）を実行できるため、オペアンプという名前が付けられています。 回路図面のオペアンプの例。 オペアンプは、DC増幅に理想的な線形デバイスであり、信号調整、フィルタリング、またはその他の数学演算（加算、減

従来のサイリスタデバイスの「駆動」（ゲートトリガー電流）要件を軽減するために設計された2つの比較的最近の技術は、MOSゲートサイリスタとMOS制御サイリスタ（MCT）です。 MOSゲートサイリスタ MOSゲートサイリスタは、MOSFETを使用して、標準のサイリスタ構造の上部（PNP）トランジスタを介して導通を開始し、デバイスをトリガーします。 MOSFETは「駆動」するためにごくわずかな電流しか必要としないため（飽和させるため）、これによりサイリスタ全体が非常に簡単にトリガーされます:(下の図） MOSゲートサイリスタの等価回路 通常のSCRはそのまま「駆動」するのが

SCRの等価回路を使用して、上部のトランジスタのベースと下部のトランジスタのコレクタに接続された別の外部端子を追加すると、シリコン制御スイッチと呼ばれるデバイスが得られます。 、またはSCS :(下の図） シリコン制御スイッチ（SCS） この追加の端子により、特に強制転流のモードで、デバイスをより詳細に制御できます。 、デバイスを流れる主電流がまだ保持電流値を下回っていないときに、外部信号によって強制的にオフになります。モーターは下の図のアノードゲート回路にあることに注意してください。正しく見えませんが、これは正しいです。 SCSをオフにするには、アノードリードが必要です。したがっ

ユニジャンクショントランジスタ： ユニジャンクショントランジスタはサイリスタではありませんが、このデバイスはベースB1のパルスでより大きなサイリスタをトリガーできます。 ユニジャンクショントランジスタ 中央にP型接続を持つN型シリコンの棒で構成されています。図（a）を参照してください。バーの端の接続は、ベースB1およびB2として知られています。 Pタイプの中点がエミッターです。エミッタを外した状態での総抵抗R BBO 、データシートアイテムは、R B1 の合計です。 およびR B2 図（b）に示すように。 R BBO さまざまなデバイスタイプの範囲は4〜12kΩです。固有のスタン

バイポーラトランジスタと同様に、SCRとトライアックも感光性デバイスとして製造されており、光を衝突させる作用がトリガー電圧の機能に取って代わります。 光学制御SCRは、頭字語 LASCR でよく知られています。 、または L ight A 栽培された SCR 。そのシンボルは、当然のことながら、下の図のようになります。 光活性化SCR 光学的に制御されたトライアックは、独自の頭字語を持つという名誉を受け取りませんが、代わりにオプトトライアックとして謙虚に知られています。それらの概略記号を下の図に示します。 オプトトライアック オプトサイリスト（LASCRまた

SCRは一方向（一方向）の電流デバイスであるため、DCの制御にのみ役立ちます。 2つのShockleyダイオードが結合されてDIACを形成するように、2つのSCRが連続して並列に結合される場合、トライアックと呼ばれる新しいデバイスがあります:(下の図） TRIACSCRに相当するものとTRIAC回路図記号。 個々のSCRは高度な制御システムで使用するのにより柔軟であるため、これらはモータードライブなどの回路でより一般的に見られます。トライアックは通常、家庭用調光スイッチなどのシンプルで低電力のアプリケーションで見られます。簡単なランプ調光回路を下の図に示します。これには、ピー

ショックリーダイオードとシリコン制御整流子（SCR） ショックリーダイオードは好奇心旺盛なデバイスですが、用途が限られています。ただし、別のラッチ手段を装備することで、それらの有用性を拡大することができます。そうすることで、それぞれが真の増幅デバイスになり（オン/オフモードの場合のみ）、これらをシリコン制御整流子またはSCRと呼びます。 ショックリーダイオードからSCRへの移行は、1つの小さな追加で達成されます。実際には、既存のPNPN構造への3番目のワイヤ接続にすぎません:(下の図） シリコン制御整流子（SCR） SCR伝導 SCRのゲートがフローティング（切断）のまま

すべてのダイオードと同様に、Shockleyダイオードは一方向デバイスです。つまり、これらは一方向にのみ電流を流します。双方向（AC）動作が必要な場合は、2つのShockleyダイオードを異なる方向に向けて並列に結合して、新しい種類のサイリスタ、DIACを形成できます:(下の図） DIAC 両端のDC電圧で動作するDIACは、Shockleyダイオードとまったく同じように動作します。ただし、ACの場合、動作は予想とは異なります。交流は繰り返し方向を逆にするため、DIACは半サイクルより長くラッチされたままになりません。 DIACがラッチされた場合、その方向に十分な電流を流すのに

サイリスタの調査は、PNPNダイオードとしても知られる4層ダイオード、または発明者であるWilliamShockleyにちなんでShockleyダイオードと呼ばれるデバイスから始まります。これは、高いスイッチング速度で知られる2層の金属半導体デバイスであるショットキーダイオードと混同しないでください。教科書によく見られるShockleyダイオードの大まかな図は、P-N-P-N半導体材料の4層サンドイッチです（下の図）。 残念ながら、この単純な図は、それがどのように機能するのか、またはその理由について視聴者に啓蒙するものではありません。下の図で、デバイスの構造の代替レンダリングを検討して

雷雨を目撃したことがある場合は、電気ヒステリシスが動作しているのを見たことがあるでしょう（そしておそらくあなたが見ているものに気づいていませんでした）。強風と雨の作用により、雲と地球の間、そして雲の間にも莫大な静電荷が蓄積されます。電荷の不均衡は高電圧として現れ、空気の電気抵抗がこれらの高電圧を寄せ付けないようになると、電流の巨大なサージが「稲妻」と呼ばれる反対側の電荷の極の間を移動します。 風雨による高電圧の蓄積はかなり連続的なプロセスであり、適切な大気条件下で電荷の蓄積率が増加します。ただし、稲妻は連続的ではありません。連続的な放電ではなく、比較的短時間のサージとして存在します。どうして

サイリスタは、ヒステリシスを示す半導体部品の一種であり、状態変化の原因が取り除かれた後、システムが元の状態に戻らないという特性があります。ヒステリシスの非常に単純な例は、トグルスイッチの機械的動作です。レバーを押すと、レバーは2つの極端な状態（位置）のいずれかに反転し、モーションソースが削除された後（手を離した後）もそこに留まります。スイッチレバーから）。ヒステリシスがないことを説明するために、ボタンが押されなくなった後に元の状態に戻る「瞬間的な」押しボタンスイッチの動作を考えてみましょう。刺激が取り除かれると（手）、システム（スイッチ）がすぐに完全になります。 「ラッチ」動作なしで前の状態に