ご無沙汰です。お元気でしたかね...? 本日は2023年9月2日です。 この記事は2022年(!?)のWMMC Advent Calendar
の........................Advent Calendarの.............何日目の記事だっけ？(20らしい)
昨日(#昨日とは???????)はズャさんの「メタルコアはいいゾ〜の記事」でした。(なお未投稿)
目次
０．はじめに
そういえば近況ですが、無事就活終わりました~。第一志望の会社さんに行けることになったので良かったです。わーい
もともと、ハード/ソフトだとハードよりの人間だったので、ハードの方でお仕事していきます
サークルの先輩や研究室の先輩方には様々な質問をさせていただきました。また、ESなどのチェックでは、 非常に手厚いサポートしていただき誠にありがとうございました。
修論のほうは....ははは...今から頑張ります。ROS書かなきゃ...
実は、趣味でこっそりモノづくりしていたりするのですが、ツイッター(現 X)では挙げてないので、できたら見せるかもしれません
1.で、本題
先日、ツイッターを見ていたら、「QSPICE」なる回路シミュレータが革命的(なんかシミュレートが速いらしい)ということで、興味半分で試しに触ってみました。
といっても、使い方はこれまでのSpice系列と同じように使えるので、特段難しいことはありませんでした。
「QSpice」は現在はこちらのサイト www.qorvo.com からインストールできます。インストール手順も、指示に沿って行けば難しくありません
2.試しに簡単な単電源オぺアンプ回路でも設計してみる
早速触ろうとしたところ、下記のようにショートカットが結構すでに自分好みになっていて、嬉しかったです。
(LtSpiceの時は「ctrl+z」が「Undo」にデフォルト設定されていなかったので、わざわざ自分でショートカットを設定し直した記憶があります。)
さて、まずは両電源のオぺアンプ反転増幅回路をこんな感じで作ってみました。
※筆者は回路の素人なので、ご指摘等あればいただけますと幸いです
「F5」を押してシミュレーションを実行させます。
これに1msの過渡解析を行うと、よくみるような下記のようなグラフが得られます。
しかし、両電源を現実世界で用意するのは結構面倒くさいです。そこで、この回路を単電源の回路に変えてみましょう。
上の回路は単電源の回路に変えやすいように作っておいたので、値をちょっと変えておくだけで大丈夫です
変えた結果がこちらのモノとなっています。
再度、「F5」を押してシミュレーションを実行させます。
結果、下記のようなグラフが得られます。先ほどのグラフは、出力が見づらかったので赤色に変更してみました
基本的に、多くの参考書や教科書はここで終わります。Rail to Railに気をつけようね！で終わりです。
ですが、せっかくなので色々といじってみたいと思います。
最初に、オぺアンプの+側の電圧値を10[V]→8[V]に変更してみます。
出力がどうなるか、予想できますか？
手計算すると、
Vout=V+/2 - (R2/R1)(Vin - V+/2)
となりますので、各値を代入すると、
Vout=4 - 2 ×(Vin - 4)
となりますので、
Vinが6[V]のときはVout=0[V]で、
Vinが4[V]の時は4[V]で、
Vinが5[V]の時は2[V]
の波形が出てくるはずですね。確かめてみましょう。
確かに、上記の計算通りの結果が得られました
では、次はこのV+に、DC電圧ではなく、10[Hz]のSIN波を入力してみます。
回路動作がめちゃくちゃになりそうですが、動作はどうなるでしょうか...予想してみてください
結果は以下のようになります。
なんと、波形は２番目の実験と同様になりました。
これは、V+側に施しておいたローパスフィルターが働いているからだと予想できます
RCローパスフィルターのカットオフ周波数は、1/2πRCで計算できます。
今回は16[Hz]あたりになるように調整してあるはずです...
まぁ、こんな感じで回路をいじって、すぐに結果をみることができるのは非常に面白く、ついついいじっては挙動を見てしまいます。 もちろん、周波数解析や動作点解析なども、QSPICEでは可能ですのでそちらを見ていただければさらに楽しめるかもです。 FPGA用の言語であるVerilog(僕はマジでFPGAは知らんのでわからないんですが)でのシミュレーションもできるっぽいです。 界隈の方々はいじってみて、知見を教えてください。
５．最後に
以上で、本クソ記事を終わります。
さて、次回予告です。 明日()は、tomo君の、「海外出張についての駄文」
です。 では、またの機会に。 今年は、Advent Calendarやるか悩む...やらないかもしれないし、やるかもしれないです。 希望が多ければやります。
