黒羽音響技研の実験室

黒羽音響技研のブログになります。 日常のことを書いていきます

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エイリアシング

お久しぶりです。
前回の更新から間が開いてしまいました…
申し訳ないです。

さて、今回はアナログ/デジタル変換などでは良く聞くエイリアシングについての説明をしていきたいと思います。
基礎知識を吹っ飛ばしてしまうので、時間の合間を見つけてペパーで補完していきたいと思います。
なので、入門者の方には読みづらいと思います…
必ず書き直します!

■サンプリング定理(標本化定理)
世の中にはサンプリング定理なるものが存在します。
厳密な式はΣやらなにやらが色々出てきますが簡単に言ってしまえば…
周波数fmの信号を正確に捉えるのには2fm以上のサンプリング周波数が必要
と言うことです。そして、このfmなる周波数のことをナイキスト周波数と呼びます。

ナイキスト周波数fnはサンプリング周波数fsに於いて十分再現可能な限界の周波数です。
これは
fn<=fs/2
といった感じになります。

実際に図を使ってみて行きましょう。
wave-2.jpg
おおもとの信号が、この図に書いてあるmasterになります。
図画作成の都合上t軸がdegに成っています…ごめんなさい

サンプルする点を減らしてみます
wave-3.jpg
緑色の線がサンプリングした結果になります。
少し頭の部分が削れた丁度で、まだ正弦波の形を成しています。

更にサンプルする点を減らしてみます。
wave-4.jpg
かなり波形が変わってしまいましたが周期は元の波形と同じです。

もっと減らしてみると…
wave-1.jpg
このように全く異なった周期の波形が出てきます。
この波形の周期は元の波形masterと比べて1/9倍も低い周波数になります。


つまりエイリアシングとは
入力された信号と全く異なる波形を捉えてしまう現象。
一般的には低い周波数が出てくる。

身近なエイリアシングの例では
蛍光灯の元で扇風機の羽を見ると逆回転しているように見えること等になります。


今回は図画作成にやたらと時間が掛かってしまったことやテキストを考えていなかったので
ザックリと済ませた内容で申し訳ありません。
いずれ、確りとしたフォーマットで書き直したいと思いますのでお許し下さい。




p.s.
バイト先でPSE法に適用するための絶縁耐力試験を行って来ました!

pse-2.jpg  pse-1.jpg

AC1[kV]って怖いですね…
ゴム手袋使ってても机の絶縁力が低いせいか若干ピリッとする気がします。
試験機の鳴き声もけたたましい音です。
怖いですね…



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  1. 2012/04/17(火) 00:23:33|
  2. 電子回路基礎
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第1回 オペアンプの使い方

お待たせしましたー
ようやく「第1回 オペアンプの使い方」の方が完成しました!

リンク ※注意:PDFです
◆第1回 オペアンプの使い方


思ったより時間がかかってしまい、ごめんなさい。
今日は雨が降っていたのでバイトを休ませてもらい最後に残った部分と文章の校正を行いアップロードしました。
バイトの方でいっぱいいっぱいになってしまっていて、どうにもこうにも趣味や設計に使う時間が減って困るものです・・・

まぁでもしょうが無いですね。コレばかりは。
開発費のためと割りきって頑張っていこうと思います!


とまぁバイト自体はものすごく険悪な雰囲気で正直辞めたいけどwww
今日は久しぶりのお休みなのでゆっくりしたい所ですが残務を片付けてしまいましょう。
ということで設計してきまーす。
それでは!


ゆっくりはスムーズ、スムーズは早い。



  1. 2011/03/07(月) 17:07:45|
  2. 電子回路基礎
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  4. | コメント:2

教科書では書けないオペアンプの間違った使い方1

こんばんわー!
火曜日の夜ぐらいに更新するとか言っておきながら、木曜日になってしまいました。
ごめんなさい

ハードオフでパトレーバーのLDを大量に購入して消化したりキット化することになったタカチのYM-180に
入る程度のディスクリート・パワーアンプの概要設計なんかをしていたら大学行くのも忘れて2日経ってました・・・
・・・まずいよ!!
とまぁ、本題行きましょうか。




■教科書では書けないオペアンプの間違った使い方1

 今回は理想的なオペアンプを題材としている教科書では書けない間違った使い方を1つ例に上げて説明します。
急ぎで書いた記事なので・・・そのうちオペアンプの動作原理や間違った使い方などを説明するPDFを公開しようと思います。が、いつになるか分からないので取り敢えず間違った使い方を1つ上げます。
まずは回路図を載せておきます。

st1-opapm


 基本的過ぎることかもしれないのですが、意外に忘れがちなことです。
オペアンプの入力信号に直流が重畳している時、交流信号だけを増幅させたい場合にコンデンサで直流を切ることが多々あるかと思います。
しかしながら、上記の回路では出力信号が電源電圧付近まで振りきってしまうことがあります・・・
しかも、検証のためにオシロスコープのプローブをあちこちに当てていると正常な動作に戻るなんてことも起こります。
この現象は汎用オペアンプなどを使うと良く起こる現象です。(高価なオペアンプだと問題にならない場合もあります)



■回路図に記載しているオレンジ色の矢印"I"が犯人!

この現象の犯人はオペアンプの入力バイアスになります。
入力バイアスは極めて低い電流なので問題にはならないかと思いがちなのですが、上記の回路には直流成分を切るためのコンデンサが入っているのが大きな問題点となります。
入力に信号源がある時、コンデンサから見て信号抵抗のRsをかえしてGNDに接続されている状態となります。
この時に入力バイアスによりコンデンサが充電され、オペアンプの非反転入力端子に直流電圧が入力され出力が振り切ります。
この解決策としては、回路図では丸印で書かれた入力の部分に抵抗器を挿入することなのですが、非反転増幅の特徴である入力インピーダンスの高さを活かしきることが出来ません。
その辺の解決策などは次回以降に紹介していきたいと思います。



・・・取り敢えず記事をでっち上げたみたいな感じになってしまって申し訳ないのですが、次回もよろしくお願いします。
それでは!

  1. 2010/11/18(木) 00:44:33|
  2. 電子回路基礎
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こんにちわの方こんにちわ!
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