電気・電子

計装アンプ計算機

利得を計算し、利得抵抗を選択して内部出力電圧を確認します。

01

入力値

部品値を設計

整合した抵抗対を使う理想的な3オペアンプモデルです。制限は出力のみを確認します。入力同相範囲はデータシートを確認してください。クリッピング、帯域、負荷は予測しません。

02

計算結果

電圧利得
—
理想出力電圧
—
電圧 · V+ − V−
—
電圧 · VCM
—
VA
—
VB
—
残りの出力余裕
—

計算式—

差動利得と内部電圧余裕を確認する

図の三増幅器計装回路をモデル化します。差動利得と理想出力を計算し、内部電圧を入力した限界と比較します。簡易余裕チェックは実際の素子の完全な同相入力範囲を示しません。

使い方

  1. 対応する各段抵抗、両入力、出力基準を入力します。入力段と出力段の抵抗対を区別します。
  2. 電源限界と余裕を入力します。利得設計では目標と系列を選び、提案抵抗を適用します。
  3. 理想出力、同相入力、内部出力を比較します。最終出力が妥当でも内部限界警告が出る場合があります。

設定と制限

利得抵抗
RG が初段利得を決めます。最終段の抵抗比も差を増幅するため、丸め後の総利得を確認します。
基準電圧
基準は差動入力を変えずに理想出力を移動します。すべての内部節点を同じだけ動かすわけでも、同相限界を自動解決するわけでもありません。
電圧余裕
入力余裕は確認対象節点の使用可能な電源区間を狭めます。実際の入出力範囲は素子、負荷、電源に依存します。

操作例

差動入力例を使います。最終出力と両初段出力は選んだ使用可能区間に収まります。

入力例

R = 10 kΩ; RG = 1 kΩ; Rin = Rout = 10 kΩ
Vref = 0 V; V− = −5 V; V+ = 5 V
h = 0.2 V
想定される結果
Vin+ / Vin−GVoutVAVBΔVrail
1.01 / 1 V21 V/V0.21 V0.9 V1.11 V3.69 V
4.9 / 4.9 V21 V/V0 V4.9 V4.9 V−0.1 V

次に両入力を表の同じ高電圧に設定します。理想差動出力は消えますが、内部節点は余裕限界を超えます。

よくある質問とトラブル対処

小さい出力でも警告するのはなぜですか?

初段は同相入力電圧に反応します。差し引き後の出力が小さくても内部振幅余裕を失うことがあります。

丸めた利得は正確ですか?

RG 標準値が示すのは公称利得です。抵抗誤差、オフセット、有限の同相除去による誤差が加わります。

どの計装 IC にもこの限界を使えますか?

使えません。同相入力対出力範囲と基準端子要件を確認します。集積素子はこの簡略なディスクリート構成と異なる場合があります。