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電気回路CAD演習

第5講 オペアンプ回路(1-2)

オペアンプによるマルチバイブレータを使ってLEDの点滅回路を作成します。 LEDの駆動にはトランジスタを用いた定電流回路を使っています。

今回はおもに過渡解析を行ないます。 マーカーの位置を例示しませんので、どこにマーカーを置いて観察すればよいかも考えてください。 電源に VDCのほかすでに出てきた VPULSE、あらたに VSRCも使ってみます。

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5-3のPDF

問題 5-1

(1) 図のようなLED点滅回路の点滅周期を求めよ。

OrCADの場合、LEDはライブラリ breakout にある Dbreakで代用。 オペアンプ LM324 はライブラリ opamp にある。

circuit diagram 5-1 LTspice の場合、LEDは標準のダイオードで代用。オペアンプは Opamps フォルダー内にある UniversalOpamp2 を使う。入力端子の±の位置が違うので、注意。 電源は voltage。


(2) 電源として VDCに代えて VPULSE あるいは VSRCを使ってみよ。

LTspice の場合、voltageを右クリックして Advanced から、 Functions のうち PULSE を使う

VPULSE and VSRC

注意1: VSRC のパラメータ TRAN には pulse(0V 5V) と手入力する。 0V5V との間にはスペース文字がひとつ以上必要。
注意2: 例で一部パラメータを空白にしているが、演習に使用しているソフト OrCAD Capture はパラメータに空白を受け付けないようだ。 この場合、たいていは 0 でよい。ただしパラメータ AC に限っては 1 とすること。

問題 5-2

(1) 点滅周期を早めるには、どの定数を変更すればよいか?

(2) LEDへの電流を変更するには、どの定数を変更すればよいか?

ヒント: 点滅周期に関してはオペアンプ周辺のブロック、LED電流の変更にはトランジスタ周辺ブロックをいじるとよい。

補足

オペアンプの電源について

circuit diagram 5-0 オペアンプの電源には、かって±15Vなど正負2電源が使われていた。最近では5V単一電源で使えるものや、Rail-to-railと呼ばれて電源電圧の範囲で入力電圧を振れるものがある。

図の回路をDCスイープで解析してみよ。オペアンプを UniversalOpamp2 のほか、 LT1001 などでも試してみよ。 (V1 を 0Vから5Vまで 10mVピッチ)


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11 Nov 2014 改訂(初出: 4 Dec 2011)