電子工作、エレクトロニクスの寄り道

回路シミュレータLTspiceで学ぶ電子回路

　オーム社の「回路シミュレータLTspiceで学ぶ電子回路」を購入しました。
　「回路シミュレータLTspiceで学ぶ電子回路」の「まえがき」に、ＬＴＳＰＩＣＥについて、日本語では、いくつかの入門書は既に出版されているが、簡単な使い方の範囲を出ていないようである、と著者がこの本を執筆した動機が書かれていますが、同感です。吾輩も、今までにＣＱ出版のＬＴＳＰＩＣＥ３部作（？）を購読したものの、もっと知りたいと思ったことが書いてないので少々不満に思っていたんですね。
　さて、久しぶりに超おすすめ本とすることができるかどうか、ひととおり呼んでから感想を書こうと思います。

アナログＣＭＯＳ集積回路の設計

　最近、ブログが中断してしまっていました。まだ死んだ訳ではないのですが、ネタが無くて(笑)。元々、くだらないことをブログに書く程度の能力しかないのですが、そんな自分に対して、山中先生のノーベル賞受賞、素晴らしいですね。全然関係ないのに、同じ日本人だ、というだけで嬉しくなります。

　以前からちょっと気にはなっていたんですが、丸善から「アナログＣＭＯＳ集積回路の設計」という本が出ています。Behzad Razavi著、黒田忠広監訳の本で、メリケンの大学の教科書として使われている本のようです。さすがに内容がよく整理された本のようなので、ぼちぼち勉強しようと思います。基礎編、応用編、演習編の３冊セットなんですが、貧乏なので、とりあえず基礎編、応用編の２冊だけ買いました。えへへ。

　

超おすすめ本(12) 回路シミュレータＬＴｓｐｉｃｅで学ぶ電子回路 渋谷道雄著 オーム社

　久々に「超おすすめ本」です！
　オーム社から「回路シミュレータＬＴｓｐｉｃｅで学ぶ電子回路」という本が出版されているのに気づきました。いや〜、こういう本が出るのを待っていたんです。ＳＰＩＣＥで電子回路の解析をするのは、もう常識になっていると思いますが、例えばＰＳＰＩＣＥの製品版は、ばか高い値段で、学生、アマチュアが買って使うようなものではありません。無料のＳＰＩＣＥも出ていますが、回路の制限がある機能限定版だったりして使い続けるには不満があります。安い瓶入りのスパイスがスーパーで出ていますが、電子回路の解析にはちょっとね（笑）。その点、ＬＴｓｐｉｃｅは無料で使えて無制限という、大変ありがたい存在です。カレーは作れませんが（笑）。ただ、最大の問題は、使い方がよくわからないという点で（？）、例えばマニュアルやヘルプは勿論英語のみですが、大変不親切で、知りたいことなんて書いてありません。おまけに文字化けもけっこう出ます。わからないことがあったらユーザーグループに入って質問しろみたいなことも聞きますが、はっきり言って、マニュアルが不備なことの言い訳にしかなっていませんね。ＣＱ出版社から「電子回路シミュレータＬＴｓｐｉｃｅ入門編」という本が出ていますが、本当に入門の内容に留まっていて、これだけでＬＴｓｐｉｃｅの使い方がわかるというものではありません。
　「回路シミュレータＬＴｓｐｉｃｅで学ぶ電子回路」を手に取ってみました。４２２ページある、けっこう厚い本で、３３６０円ですから、「１ページ１０円の法則（？）」にも合致しています（笑）。
　肝心な中身ですが、まだ全部読破したわけではありませんが、かなり丁寧にＬＴｓｐｉｃｅの使い方が書かれており、ある程度の応用的な活用法までまとめられています。ＬＴｓｐｉｃｅを使う人は、是非この本を手元に置いておいたら良いと思います。この本の宣伝をしても、１円の得もありませんが（笑）。

　ちなみに、各素子のＳＰＩＣＥモデル、パラメータに関しては、さらに他の本が必要です。例えば、ＪＦＥＴに関しては、A.E.Parker and D.J.Skellernの An Improved FET Model for Computer Simulators, IEEE Trans CAD, vol. 9, no.5, pp. 551-553, May 1990を参照するように、と書いてありますが、ちょっとね・・・（笑）。

おすすめ本！ OPアンプ活用 成功のかぎ

　ＣＱ出版から、「OPアンプ活用　成功のかぎ」という本が出ています。ざっと読んでみましたが、かなりいい本です。ＯＰアンプの基本的な使い方から始まり、低雑音化技術、周波数特性、発振対策、低オフセットＯＰアンプ、差動アンプ、アイソレーションアンプ、高速アンプなどについて有益な情報満載、といった感じです。
　しかし、ＣＱ出版のサイトを見るとわかるのですが、ずいぶん訂正箇所が多いです。訂正箇所が多いと正誤表と照らし合わせて読むのはかなりめんどうになってきます。
　また、自分でも変なところを見つけました。Ｐ７５のＯＰアンプの入力インピーダンスの記述です。入力インピーダンス（あるいは入力抵抗）というのは、入力電圧と入力バイアス電流の直流値を割り算しても仕方がなくて、微分しないといけません。要するに、入力電圧がわずかに変化したときの、入力電流の変化量との比を考えるべきです。
　入力部がバイポーラトランジスタの差動増幅回路になっている、ＲＣ４５５８やＮＪＭ５５３２のような石では、オペアンプの低周波での入力インピーダンスRinは、理論的に次のように計算できます。
　Rin=2×Vt/Ib
　ここで、Vtは熱電圧で、常温で約26mVになります。ちなみに、Vt=kT/qですので、絶対温度に比例して変化します。kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電荷です。また、Ibはベース電流で、オペアンプの入力バイアス電流と同じです。
　たとえば、RC4558の場合、標準でIb=40nAですから、
Rin=2×26mV/40nA=1.3MΩ程度になります。
　NJM5532では標準でIb=200nAですから、
Rin=2×26mV/200nA=260kΩ程度になります。
　なお、LM2904の初段の回路は、データシートで確認すればわかりますが、普通の差動増幅回路に、エミッタフォロワ(コレクタ接地)が付け加わった形となっていますから、上の式で計算した値よりもRinは大きくなり、2倍になります。
具体的には、標準でIb=20nAですから、
Rin=4×26mV/20nA=5.2MΩ程度になります。
　なお、入力バイアス電流はばらつきがあります。LM2904の場合、最大で250nA(25℃)となっていますから、Rinは上で計算した値の1/10以下になる可能性があります。
　このように、バイポーラのオペアンプの入力インピーダンスは入力バイアス電流から計算することができますが、内部の回路によって変わりますから、オペアンプの内部回路を確認するようにしたいものです。

内部回路が公開されているＯＰアンプを使おう

　また、高周波では寄生容量などの影響が出てきますので、入力インピーダンスは周波数によっても変化します。

おすすめ本！

　ＣＱ出版社の「トランジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬ　ｆｏｒフレッシャーズ　ＬＣＲ＆トランス活用成功のかぎ」を読んでみました。初心者用の本ですから、丁寧に書かれていてわかりやすいです。受動部品にもいろいろあって、それぞれの特徴や活用方法がていねいに解説してあって、本箱に入れておいて損のない本だと思うので、おすすめ本にしたいと思います。別に、この本の宣伝をしても一円の得にもなりませんが（笑）。
　タイトルどおり、ＬＣＲなどの受動部品について、特徴だけではなくて使用上の注意事項もいろいろ書かれています。ボリュームに極性がある、という話も、そうだよね〜、って感じで楽しく読ませてもらいました。また、本書では、各種回路での受動部品の役割や選択上の注意点などもわかりやすくまとめられています。
　にもかかわらず、残念ながら「超おすすめ本」にする気にはなれませんでした。一番の問題は、汎用オペアンプとしてAD8626を取り上げている点です。オペアンプというのはアナログ回路で使う代表的な部品ですから、当然オペアンプと外付けの受動部品を組み合わせて使うケースはよくあります。残念ながら、ＡＤ８６２６は、ＪＦＥＴ入力というだけで、内部回路の公開されていない「正体不明」の石なんですねえ。オペアンプの中身は、トランジスタや受動部品などが集積されています。ＩＣの外側の受動部品について、特徴がどうだとか、部品の選択をどうしたらいいのかとか勉強していて、ＩＣの中身については、なぜ関心を持たないのでしょうか。全く矛盾しています。ＩＣの中の回路がどうなっていようと、どんな部品が使われていようと問題にならないなら、外付けの部品だって適当でいいのでは？　そんなはずはないから、こういう本で勉強するのではないですか？　

回路図の公開されているオペアンプを使おう

　ＩＣ内の個々の部品の特性までは把握困難ですが、せめて回路図ぐらいはわかっているものを選択すべきです。ユーザーとしてできることは、回路図の公開されているオペアンプを使うこと、回路図の公開されていないオペアンプは買わないことだと思います。
　
　このブログで、自分のことをどう名乗ろうか決めていませんでした。「稗田八方斎」ほどの素晴らしい名前が思いつかなかったのが理由ですが。「自称プロサーファー」というのも笑えたな。で、こんなのはどうかな。
「自称　回路図の公開されているオペアンプを使う会　設立発起人」
ちょっと長いか・・・（笑）