2026年3月3日火曜日

🔧 BIASとは何か?

■ 一言で言うと

出力電圧の「基準位置」を決めるための電圧

です。


🔰 初心者向け説明

差動回路は本来、

出力 = (VP1 − VN1) × 利得

になります。

でもこれだと、

  • 差がマイナスになると負電圧になる

  • 単電源(0~5V)では扱えない

という問題があります。

そこで BIAS を使います。

出力 = (VP1 − VN1) × 利得 + BIAS

こうすると、

✔ マイナス電圧を持ち上げられる
✔ ADC入力範囲に合わせられる
✔ 0~3.3V系でも扱える

ようになります。


📘 具体例(よくある使い方)

例:差が ±0.5V 出る場合

ADCが 0~3.3V のとき、

BIASを 1.65V(中点)に設定すると:

差動出力
-0.5V1.15V
0V1.65V
+0.5V2.15V

👉 すべてADC範囲内に収まります。


🧠 技術寄り説明

本基板では、

  • R3:VN側入力抵抗

  • R1:VP側入力抵抗

  • R2:帰還抵抗

  • R4:BIAS入力抵抗

構成になっています。

BIASは
非反転側へ加算される基準電圧

として動作します。

つまりこの回路は

「差動増幅器+レベルシフト回路」

として機能します。


🎯 BIASが活きる用途

✔ シャント抵抗の双方向電流測定
✔ AC信号のセンタリング
✔ 単電源オペアンプでの負方向表現
✔ ADC入力最適化


🚫 BIASを使わない場合

BIASをGNDにすれば、

純粋な差動増幅になります。

出力 = (VP1 − VN1) × 利得

用途によって使い分け可能です。

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