Design Idea

コモンモード電圧（CMV）に起因する誤動作や性能劣化を防ぐため、信号の入出力に差動型の計装アンプを使用する手法が用いられる場合が多い。しかし、この方法には信号線ごとに専用のアンプ回路を要するという欠点がある。今回は、この欠点を改善しようと考案した回路を紹介する。

任意の分解能のPWM（Pulse Width Modulation）信号を発生させるPLD（Programmable Logic Device）コードを紹介する。

オーディオ向けの低域通過フィルター（LPF）は、処理の初段でのS/N比（信号対雑音比）を最大にできるよう、ゲイン調整機能を有している必要がある。さらに、低コスト化のためには、製造過程における調整工程をなくさなければならない。そこで本稿では、受動素子の誤差がフィルター特性に及ぼす影響を低減し、なおかつ低コストでの実現が可能な高次フィルターの設計方法を紹介する。

今回は、可動線輪型メーターとMOSFETを用いて低電流を測定する回路を紹介する。

可動コイル型メーターは、工場出荷前に端子間を導線で短絡し、電磁制動作用を持たせ、輸送中の機械的振動や衝撃に耐えるようにしている。これと基本的に同じ原理を通常動作状態で利用する回路を紹介しよう。

ストレインゲージなどのセンサーでは、安価かつ低スペックの部品で構成した回路を使って、正確に抵抗値を測定しなければならない。そこで、安価で誤差の小さい抵抗値測定回路を紹介する。

出力1kWで50時間のバーンイン試験を実施するにあたり、手元に100WのRF電力発生器しかない場合がある。そこで、今回は100WのRF電力発生器から1kWを発生する回路を紹介する。

小さな電圧または低いインピーダンスを測ろうとするとき、熱による起電力は読み取り誤差となることが多い。そこで、本稿では測定結果から熱器電力による誤差を排除する計測手法を紹介する。

感度の高いセンサーを用いたデータ収集システムは、故障状態に対応できるように設計する必要があり、システムを構成する部品の損傷を防止する工夫が求められる。そこで、感度の高い部品を信号経路の電圧過渡現象から保護する回路を紹介する。

オシロスコープを使ってパルス発生器のジッタを正確に計測するには、計測したジッタからオシロスコープ自身のジッタを取り除く必要がある。しかし、通常オシロスコープにはジッタの仕様値が規定されていないため、その値を実際に計測する必要がある。そこで、本稿ではジッタがほとんどゼロと見なせる校正信号の出力回路を紹介する。

約178時間にわたって温度データを連続記録できる、ICを利用したデータレコーダーを紹介する。

液晶ディスプレイ本体の駆動には、専用のインタフェース回路や周辺回路を必要とする。そこで、本稿ではマイコンの汎用出力を使用してLCDを簡単に駆動する方法を紹介する。

デジタルで数値表示を行う計器類に、アナログ形式の補助ディスプレイとしてLEDバーグラフを用いることがある。複数個のLEDによってバーグラフ表示を行うとすると複数のI/Oポートが必要となり、使用可能なマイクロコントローラーの種類が制限されてしまう。そこで、バーグラフを1個のI/Oポートで駆動する回路を紹介する。

非線形増幅機能の実現手段の1つとして、振幅リミッター回路を用意し、その閾値まで発振信号の振幅を増大させるという方法がある。その場合、リミッター回路が動作することで出力振幅が一定になるわけだが、非線形歪と出力クリッピングを最小にするには工夫が必要となる。そこで本稿では、そうした工夫を盛り込んだCR発振回路を紹介する。

電流検出トランスなどを利用する電源回路においては、PWMコントローラーからの制御信号のデューティサイクルをクランプする機能が必要となるが、多くの電源回路ではコスト低減のために、その機能を持たないPWMコントローラーが使用される。そこで本稿では、そうしたPWMコントローラーを使う場合に、低コストでクランプ機能を付加するための回路を紹介する。

医療機器や科学機器では、マイクロボルトオーダーの微小電圧を計測したり増幅したりすることがある。そこで本稿では、ゲインを160〜1万240の範囲で設定できる低ノイズで温度安定性に優れた増幅回路を紹介する。

ボード線図を描くためのデータは、ネットワークアナライザによって取得できるが、ほとんどのネットワークアナライザは入力インピーダンスが50Ω、75Ωに限定されており、それ以外の出力インピーダンスを持つ回路の信号を計測するにはバッファアンプが必要となる。そこで本稿では、バッファアンプを用意することなく50Ω、75Ω系以外の出力インピーダンスを持つ回路のボード線図を取得する方法を紹介する。

最近の電池の充電器は、ほとんどがスイッチング方式を採用しているが、リニア方式の充電器にもEMI（electromagnetic interference：電磁波干渉）の問題がないなどといったメリットがある。そこで、単セルリチウムイオン電池用のリニア方式充電器の動作をチェックできる回路を紹介する。

電気電子回路のトラブルシューティングやデバッグは、温度計測プローブを重宝することが多い。今回は温度を計測して結果を外部の電圧計に出力する、数個の部品で実現できる単純なプローブ回路を紹介する。

昇圧型DC-DCコンバーター回路にカレントミラー回路を組み合わせると、入力電圧と出力電圧の電位差を常に一定に保つ電源回路を実現できる。この回路は、電力変換回路におけるハイサイド駆動回路の電源や、PWM（パルス幅変調）コントローラーへの入力電圧がそのままでは低過ぎる場合でのスイッチング電源の前段としても利用価値が高い。

電流検出回路の多くは、検出抵抗の両端に電圧降下を発生させ、その電圧から電流を割り出しています。ところが、検出抵抗がシステムグランドと大きく異なる電圧になる場合、問題が急激に複雑化します。そこで、そうした問題を抱えないワイヤレスの電流検出回路を紹介します。

マイクロプロセッサの電源管理には、一定の条件でマイクロプロセッサをリセットする信号を出力する機能を備えたスーパーバイザーICが広く使われている。安価なスーパーバイザーICは、電源電圧が設定値（下限値）を割り込んだときのみリセット信号を出力するものが多い。そこで、安価なシャント・レギュレーターICをスーパーバイザーICと組み合わせ、過電圧と低電圧の両方を監視できる回路を紹介する。

大型の可動線輪型メーターはしばし、フルスケール指示にかなり大きな駆動電流を必要とする。駆動電流が被測定電流より大きいと、シャント抵抗を利用できないことがある。今回の記事では、この問題を解決する手法を紹介する。

白熱灯は明るさをスムーズに調整できる。だが、LEDは何も工夫せずに調光しようとすると、ほとんど点灯していない状態からほぼフル発光へと一気に遷移してしまう。これが、白熱灯からLEDへの置き換えの問題点を浮き彫りにする。LEDに置き換えるには、どんな工夫が必要なのだろうか。

VCO（Voltage-controlled oscillator）は、電圧で発振周波数を制御する発振機だ。今回の記事では、OTAとヒステリシス付き比較器で構成したVCO回路の仕組みについて解説する。

低圧電源ラインの過渡パルスに対しては、保護回路が必要になることが多い。通常はクランプ回路を並列に挿入するのだが、場合によっては高電圧用の直列保護回路を用いる必要がある。

米Microchip Technologyの1チップマイコン「12C508」を使って疑似ランダム雑音シーケンスを発生させる方法がある。今回の記事では、ループ当たりの必要マシンサイクルを最小限に抑えられるアプローチを説明する。

PCでタイミングを制御する最も容易な方法は、遅延ループを利用することだ。今回は、PCのスピーカー回路を利用して、安定した遅延ループを得る方法を紹介する。

今回は、入手が容易な圧電ブザーの圧電効果を利用して、機械的振動を電気エネルギーに変換する発電システムを紹介する。

今回は、プリセット可能なアップ／ダウンカウンターを2つ用いて、デジタルプログラマブルポテンショメーター（DPP）のワイパーの位置をデジタル記録し、保持する回路を紹介する。

開発したシステムの動作を視覚的に検証する場合、LEDを使うことが多い。検証作業の終了時にはこうしたLEDが動作しないようにしておく必要がある。LEDが点灯することで無駄な電力が消費されないようにするためだ。今回は、プリント基板がシステムの筐体に収容されたことを自動的に検出し、システム検証用LEDが動作しないようにスイッチ回路を設定する回路を紹介する。

今回は、ロジック信号によって負電圧電源を素早くオン／オフするときに役立つ回路を紹介する。

今回は、プリント回路ボード上の接続パスを確認するのに便利な回路トレーサーを紹介する。

CPLDは低電力動作モードを備えていることが多い。しかし、電池駆動のシステムでは、そのシステムを使わないときには、わずかな電力さえも使用せず、完全にパワーダウンさせることが目標になる。今回は、CPLDの内部回路と外付け部品によって、電池駆動のシステムに自動パワーダウン機能を持たせた回路を紹介する。

PDAやデジタルカメラなどの携帯型電子機器の電源を設計する際、重要度が高いパラメーターの1つは変換効率である。電源の変換効率は、負荷電流を徐々に変えながら測定、評価を行う。今回は、1000〜2000円の安価な部品コストで実現できる小型の電子負荷を提案する。

今回は、整流ダイオードが不要で、Texas Instrumentsの高速コンパレーター「TLC372」のオープンドレイン出力を活用した、外付け部品が少ない低コストの正側ピーク電圧検出器を紹介する。

今回は、8ピンパッケージのデュアルオペアンプICと、8ピンパッケージのスイッチドキャパシター帯域通過フィルターを使ったノッチフィルターを紹介する。

多くのLEDを使用するには、電流制限抵抗を使用せずに、効率良く電力を供給する必要がある。今回は、約20個のLED群に対する低コストの定電流源として使用できる回路を紹介する。

スイッチング電源は雑音の発生源として悪名が高い。いわゆるスイッチング雑音を発生するからだ。この雑音は配線パターンなどを介して放射電磁雑音（EMI）となり、電源回路の外部の周辺回路などに飛び込む。対策としては、EMIフィルターを使う方法が考えられるが、実装に要する基板面積が大きくなり、部品コストも増えてしまうため難しい。そこで、今回は、スイッチング電源のスイッチング周波数を変調することで、EMIを低減する方法を紹介する。

今回は、低消費電流で100マイクロ秒幅のリセットパルスを発生する回路を紹介する。

今回は、簡単なオペアンプ回路と組み合わせたデュアルスイッチング電源で、出力電圧のシーケンスを同時に制御できる回路を紹介する。この回路では、オン時に3つの出力電圧を制御する。

今回は、2つのチャンネルを備えるシグマデルタ型A-D変換器LSIを使い、温度補償を施した重量計測を実現できる回路を紹介する。課題とされてきたスループット低下も解決する。

複雑なオーディオ信号波形から振幅に関する情報を取り出すことができる包絡線フォロワー回路で、信号の急激な減衰にも対応できる回路を紹介する。

今回は、少数の低価格な部品で構成されているが、電流／電圧のいずれかが設定条件を超えると的確に電源を遮断し、過電流／過電圧に対するブレーカーとして機能する回路を紹介する。

今回は、取り扱いが簡単なCMOS ICを使ってMOSFETを制御するコンバーター回路を紹介する。

今回は、マイクロコントローラのI／Oポートを3個使用して12個のLEDを駆動する回路を紹介する。

古典的なGIC（一般化インピーダンス変換器）に基づく回路である。固有の振幅安定化機能を備えた正弦波発振回路を紹介する。

今回は、安価で保護機能も十分な利得1のプローブで、実験室用の手頃なオシロスコープと同じ入力インピーダンスを提供し、スペアナの50Ω入力インピーダンスを駆動できる回路を紹介する。

今回は、降圧型のスイッチング電源（SMPS）ICとリニアレギュレーターが抱えるそれぞれの問題点を解決する回路を紹介する。それは、高効率のSMPSを使用し、そのSMPSの出力に含まれるノイズ、リップルをLDOリニアレギュレーターによって低減するという手法である。

安定な電流をスイッチングすることで光強度の安定したパルス光を得るLED駆動回路を紹介する。

高性能な無線送信器は、RF電力の正確なモニターが不可欠である。しかし、CDMAやTDMAといった変調方式の登場で、RF電力モニターに関する伝統的なアプローチは時代遅れになった。今回は、波形に依存せずに、高い線形性でRF電力を測定できる回路を紹介する。

今回は、昇圧型コンバーターICで負電圧から正電圧を高い効率で作り出せる回路を紹介する。

LEDは表示用や照明用といった一般的な用途だけでなく、光起電力型の検知器（光センサー）としても使用可能である。今回は、LEDを光センサーとして使用する回路図を紹介する。

今回は、低コストのプッシュボタン回路を紹介する。プッシュボタンスイッチを押すとワンショット回路が起動し、その出力によりトグルフリップフロップ（TFF）が起動してその出力レベルが反転する。これにより、デバウンスに対応済みのスイッチとして機能する仕組みだ。

LEDに光を照射すると、大きな起電力が発生する。この光起電力効果を利用し、LEDを光センサーとして使う自動点灯回路を紹介する。

今回は、電流検出ICの電流スパイク耐性を、さまざまな側面から改善する回路を紹介する。

今回は、2015年末に行われた電子工作コンテスト「GUGENコンテスト2015」に出品したオリジナル回路『点滅記憶回路』を使ったLED点滅ライトを紹介する。便利な2端子回路であり、さまざまな応用が期待できる。コンテスト参加の裏話も含めて、点滅記憶回路の仕組みをみていこう。

市販の電子負荷機器の多くは、電流値が少ないスイッチ電源の試験において精度面で問題が生じる場合がある。今回は、この問題に対する解決策の一案として、定電流負荷回路を紹介する。

オペアンプICはさまざまな半導体メーカーから供給されており、いずれも入力バイアス電流や入力オフセット電流が低く抑えられている。しかし、オペアンプ回路を計測用センサーにケーブル接続する際に発生するESD（静電気放電）の対策が難しい。今回は、その弱点を解決する回路を紹介する。

プリント基板の製造で、圧倒的に多い不良は配線パターン間の短絡だ。短絡箇所を探すのには非常に多くの時間を要し、その作業にはストレスが伴う。そこで、今回は4線式DMMや抵抗測定器の考え方を用いた、短絡箇所を発見する簡単な方法を紹介しよう。

PWM方式絶縁型DC/DCコンバータの高性能フィードバック回路は多くの場合、誤差増幅器が使用される。今回は、部品点数を削減し、安定性を高めることができるフィードバック回路を紹介する。

バーグラフは状況を直感的に理解しやすいメリットがあるが、多くのマイクロコントローラが必要になったり、種類が限定されてしまったりする。今回は、その2つの欠点を回避する回路を紹介する。ポート数を節約したい場合や子基板を追加するといった改修を行う場合に適している。

今回はマイクロプロセッサ、液晶ディスプレイ、32.768kHz水晶振動子を各1個とわずかな部品で簡単に構成したカウントダウン・タイマーを紹介する。電池を注意深く選択し、マイクロプロセッサの低電力モードを入念に開発することで消費電力を最小にし、電池寿命を最大にすることができる。

今回は、周囲が暗くなると数秒に1回、優しく光るオリジナルライト“ココライト”の仕組みと作り方を紹介する。暗闇でもあると安心なこのライト。ご両親などへのプレゼントにも最適です。

オフラインのスイッチング電源が放射する電磁雑音（EMI）は電源回路全体に影響を与えるため、さまざまな問題が発生する。基板レイアウトは特に重要だ。今回は、電圧と電流のスルーレートを閉ループ回路で制御することで雑音を低減する回路を紹介する。

ハイエンドのD-Aコンバータを使う必要がないアプリケーションにおいて、シングルエンド出力のD-Aコンバータと外部回路を組み合わせて、必要十分な差動出力回路を構成できる回路を紹介する。

今回は、標準的な単方向カウンター・タイマーICである「82C54」と簡単なソフトウェアを使い、直角位相差出力のエンコーダーとISA入出力バスのインタフェース回路を紹介する。

前回は、壊れた電源基板は電池のコネクタにDC8.4Vの電源を供給する暫定修理で何とか立ち上がり、修理の仕事は再開できた。しかし、高圧パルス電源の電圧を再測定したら、またもやオシロスコープの表示が切れてしまったのだった――。再び修理の時間がやってきた。

LEDが光源として注目を浴びている。従来に比べて、効率や信頼性が高い場合が多いからだ。スイッチング電源を使えば、バラスト抵抗を用いた電流の制限方法に比べてさらに効率を高められる。

リニアレギュレータの電圧出力端子とグラウンド端子との間に固定抵抗を挿入すると、簡単に定電流源を構成できる。レギュレータの出力は定電圧であり、抵抗値が固定であれば、その両端を流れる電流は一定となる。今回は、負荷の高電位側にも低電位側にも定電流源を配置できる回路を紹介する。

仕事やくつろいでいるときなど、部屋のムードに合わせて、室内の明るさや温度を変えたいという人は多いだろう。今回は室内灯の明るさを制御し、2カ所の温度を検出する回路を紹介する。

車載用電子機器に対する基本的な要求条件の1つは、機器に接続されたケーブルが車載バッテリーに短絡しても破損しないことだ。今回は、その対策の一例として、車載用オーディオ警報機器の過電圧保護回路を紹介する。

今回は、3万円のオシロスコープに内蔵された電源基板の修理の続きを紹介する。前回は破損していた電源制御ICを、オシロスコープの電池のコネクタへ直流電源を供給してとりあえず動かすことにした。しかし、他にも破損している部品があることが見つかった。

今回は、パルス発生器のパワー・ドライバーに使える回路を紹介する。単一電源、低消費電力のアナログ用途での、電源電圧を超える電圧を精密に制御するのに役立つ。

直流の定電圧3Vをそれより高い電源から得るときに、実験用回路では必要な電圧の直列型レギュレータがない場合、並列型レギュレータで代用してもよい。今回は、並列レギュレータよりも出力インピーダンスを低くできる、MOSFETを紹介する。

従来のビット列発生器は、帰還をかけたシフト・レジスターを使って疑似ランダム・ビット列（PRBS）を得ていたため、有限長で同じパターンを繰り返すという問題を抱えていた。今回はこうした問題を打破できる、ランダム雑音を使って出力データ列を発生する回路を紹介する。

太陽電池アレイやバッテリーなどの電源の試験に、電子回路によって構成した直流負荷を用いるが、市販製品は高価なものが多い。パワーMOSFETをリニア領域で用いると、電子負荷を自作できる。

容量センサーのアナログ周辺回路を設計するときに最初に直面する問題は、低域遮断周波数だ。理論的には、初段のプリアンプの入力インピーダンスを大きくするといい。しかし、簡単に見えるこの設計要求の陰には、数多くの問題が待ち構えている。

修理の仕事を始めた2012年に“3万円”というとても安い値段のオシロスコープを購入した。値段こそ安いが、かなり役に立ったオシロスコープ。しかし、試作した高電圧パルス電源を評価するときに壊れてしまった。今回はこの3万円で購入したオシロスコープの電源基板の修理を報告する。

理論上では、同期クロックの逓倍（ていばい）は簡単だ。しかし、周波数が高いクロックを逓倍する場合には高い周波数に対応したVCOを入手しなければいけない問題が生じる。今回はその問題を解決する回路を提案する。

SW電源は負帰還を施すと異常発振を起こすことがある。このようなケースの解析には、周波数応答法（FRA法）が主として用いられてきたが、あくまでも動作状態を確認する一手法でしかない。最終回となる今回は、この課題について1つの検討方法を紹介する。

サーボ制御システムなどに使う高精度電流源と半波反転整流器で構成した不感帯回路を紹介する。

カラー表示を備える携帯電話では、消費電力の要求が厳しい。新しいアプリケーションが次々と登場し、低電力設計が不可欠になっている。そこで、今回提案したいのは応用範囲の広い調光方法だ。

ハンダ面が真っ白になった直流ランプを内蔵した光源機器の修理依頼があった。白くなった基板は、初めてだ。白い物質を降らせた原因とともに、修理していこう。

信号印加用変圧器のコストと周波数帯域の制約を受けずにボード線図の測定を可能にするオペアンプを使った測定法を紹介する。

ラプラス素子はSpiceツールベンダー各社の独自拡張機能であり、ツール毎に振る舞いも多少異なります。そこで、今回はV&Vの観点で各ツールのラプラス素子の振る舞いについて見ていきます。

ハイサイド・ドライバーは、片側を接地したソレノイド型コイルなどの負荷を駆動するために用いられている。そのようなドライバーでは、故障を避けるために短絡保護が必要だ。そこで小さな回路面積で、反応の早い保護回路付きハイサイド・ドライバー回路を紹介する。

焼損したユニバーサル電源を修理しようとしたところ、“ディザー回路”が使われていた。聞きなじみのない回路だ。果たして、“ディザー回路”とはどのような回路で、故障の原因はどこにあるのか？ 修理の様子を報告していこう。

今回は、マイコンを使わずに、冷蔵庫などのドアの開けっ放しを警告する回路を作ってみたので紹介する。単純に、開けっぱなしの警告だけでは、物足りないので、短時間に何度も開け閉めした場合でも、警告するような回路も考えてみた。

平衡リアクトルを使って並列接続したLEDへの供給電流を均一にする方法を紹介する。

容量測定機能を持ったマルチメーターを用いて、どこにも接続されていない（オープン回路）のケーブル長を測定できる。ペア線同士の容量や芯線とシールド間の容量は、ケーブル長に比例するため、単位ケーブル長当たりの容量が分かれば、オープン回路のケーブル長は計算できる。

コンセントにつなぐ電気製品になくてはならないAC-DC電源。ノートPCやスマートフォンのアダプタなどで身近に使用している割に、その仕組みを知らない人は多い。そんなAC-DC電源の必要性や方式の基本を紹介する。