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電子工作：アンプ | 元に戻る |
| RAMSアンプの作成 2024/7/2 |
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１．はじめに ２．設計 ３．作成後の試験 |
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| 本 文 |
１．はじめに 測定記録で交流電流をHIOKI9694のクランプメータを使用し測定します。今回はこの交流電流を長期間記録するため、サンプリングの時間が(AC電源周波数：１周期の時間より) 非常に長いため、正確な交流電流値（実効値）を測定できないため、交流を直流に変換して直流の値を記録する方法をとります。 そして今回はこのACをDCに変換する装置を2017年2月に作成しました。 HIOKI9694は測定電流1A(AC)でクランプメータ出力は10mV(AC)の出力になっています。 つまり最大5A入力で50mV(実測結果RMSでした)の出力になります。 また回路は出来るだけ簡単で信頼性が有り、安価にするため、オ ペアンプは手持ちのLM324で作成します。 オペアンプとは(事前知識はここをクリック) 回路図は下記の通りです。  [目次に戻る] |
| ２．設計 設計については アンプ回路 4個のアンプが有るので、その目的は U1 適正電圧(約±5~6(V))へ増幅 U2 コンデンサーでカップリングするために高インピーダンスアンプ U3 理想整流回路(ダイオードの逆方向電圧を相殺する回路) U4 平均から実効値へ変換する回路 増幅率 出力をDC5Vとして最大6Vまで直線性を確保したい。 電源電圧から内部信号は最大±6(V)で分かりやすい電圧値で設計する。 今回の入力は50(RMS mA)=141(P-P mA)ですが、10(P-P mA)入力までを許容できる物とする。 設計値
あまりR2を高い抵抗にした場合には回路電流が非常に小さくなり、雑音にも弱くなるため、200(kΩ)を上限としてR1を300(Ω)とした。 倍率１の場合は10(kΩ)程度にする。 電源回路
プリント板（プリントパターン）
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| ３．作成後の試験 作成した各部の電圧値は下表の通り。 入力はマルチファンクションジェネレータHDG2022B(20MHz 16bit)を使用した。 測定にはADS1102CAL(100MHz 8bit) 入力電圧は16bitの分解能で誤差は少ないが、①~出力については最小段階が0.06(V)です。
RMSの値は計算値です。 ‘④→出力の計算については まず④は半波整流の電圧が5.6(V)なので、その平均値は E4×2/π＝3.565(V) U4の出力はE4×2/π×27/20＝4.8128(V)になる。計測値では4.88(V)になった。 各部の測定記録 アンプ部の最大値値が±5~6(V)内になっている。
その他の値については下表の通り。(測定日 2017/02/26 10:00)
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