微分器(Differentiator)

Example

回路ファイルはサンプル回路TOPページからダウンロードできます。
サンプル回路はこちら：Scideam/HowToUse/differentiator/
Differentiator.scicir

微分器とは

微分器は反転増幅回路の反転入力端子側の抵抗をコンデンサに変更した回路となります。
反転増幅回路の出力電圧式から出力電圧は下記式の通りです。

$V_{out} = -R×C×\frac{dV_{in}}{dt}$

回路構成

サンプル回路は下図のようになります。

シミュレーション

Transient でのシミュレーション結果は以下のようになります。

実際の回路では、理想的な微分器は使用することが無く、以下のようなハイパスフィルタとして使用される場合が多いです。
Scideamではハイパスフィルタを Differentiator として用意しています。
オペアンプを用いた等価回路と出力比較を行います。
この時、ゲインを1[dB]、カットオフ周波数を1[kHz]になるように設定をします。

Transient回路を用いてTransientシミュレーションにて出力波形の比較を行います。

また、先述の回路の交流源をACSweepに変更したFRA回路にて、ボード線図の比較を行います。

FRAシミュレーションを行った場合、以下のような結果となります。
シミュレーション時の設定は以下の通りです。