車速パルスの増幅

質問

電圧が低くてナビや追加メーターで車速や回転が読み取れない場合の
増幅回路をつくろうと思うのですが
どのような回路を利用すると良いでしょうか？
エミッタフォロワ回路を作ってみたのですが
抵抗値等を間違えているのか動作しませんでした。
宜しければ大よその抵抗値等も教えていただけると助かります。

回答No.5

sailor

車種が不明ですのではっきりしませんが、電圧が低いということはアナログ式のシャソクセンサーでしょうか？以下はアナログ式の場合を念頭に書きますね。

まず、エミッタフォロワーですが、この回路は電圧利得が1ですから電圧増幅には向きません。主に電力増幅やインピーダンス変換に用いる回路です。

私が作るのであればOPアンプを使って適当な利得のアンプを作りその出力をコンパレーターでデジタル化して使います。リファレンス電圧を0Vにすれば、場合によってはコンパレーターのみで使えるかもしれませんね。

それからアナログ式のセンサーの出力は交流なので入力に適当なバイアスを掛けるか、逆方向の電圧が掛からないようにダイオードなどで保護してやる必要があります。

回答No.4

black2005

No.1です。
何故に矩形波のパルス信号をアナログ的に増幅するのか理解できません。
昔のアナログ波（交流波）ならともかく、今やほとんど車種で車速パルスはデジタル（矩形波）です。
それを単に増幅するなど全くもってナンセンス。
要はON/OFFと、肝心な車速（＝周波数）が取り出せれば良いのです。
ですから、ON時に取り出したい電圧レベルが得られれば良いのではないですか？
ならばオペアンプでコンパレートするのがベストだと思うのですが・・・
まぁ、コンパレータもダーリントン接続されたTr増幅器と考えれば理屈は同じでしょうが、使い勝手の点で全然異なりますね。
周波数応答特性の良いオペアンプでコンパレートするのがベストだと思います。

補足

回答ありがとうございます。
オペアンプでいこうと思い、購入しようと思うのですが
車載用で12ｖで使用するため（正確には14.5Ｖ）４５５８を使用しようと思います。（電圧範囲4～18Ｖ）
それとviomax 6,vio/t mac 5,Ibmax 500,Iiomax 20000,CMR MIN 70
とデーターシートには書いてあるのですが使用用途には問題ないでしょうか？
それと取り出す信号の電圧、電流等も回路を組む上で重要になってきますか？

回答No.3

isoworld

この件について、以前に似たような回答をしたように思いますが、エミッタフォロワーは負荷が増えて駆動電流が不足するような場合に、電流ブースト（増強）するためのものです。電圧を増幅する作用はありません。厳密に言えば、電圧増幅率は回路設計にもよりますがエミッタフォロワーでは0.98とか0.95のように電圧増幅率はわずかに１を下回ります。
　以前の質問では、車速パルス信号を多くのタコメータにつなぎたい（実際にやってみると、動作しないタコメータが出てきた）という話があったので、その対策として電流ブースト回路を紹介したものです。このような場合（負荷が増えて動作しなくなった場合）には、電圧増幅ではなくて、電流増幅にする必要があります。

　エミッタフォロワー回路を作って使ってみたが、うまくいかなかったという話も聞きました。たぶん設計がまずいか、設計どおりの製作になっていない（作り方が間違っている、配線ミスなどがある）可能性があります。
　適正に設計され正しく製作されたエミッタフォロワーは入力インピーダンスが大きく、車速パルス信号をこの回路につなぎこんでも、ほとんど影響がないはずなのです。それがあるということは、設計か製作に問題がありそうです。

　エミッタフォロワーは、アナログ屋さんの仕事です。ディジタル回路設計ばかりをやっているディジタル屋さんでは、設計技術がないかも知れません。エミッタフォロワーの設計では、車速パルス信号電流の大きさ、負荷電流の程度などから、トランジスターの選別から始まり、抵抗値を決める作業になります。
　車速パルス信号がどのような特性のものか正確なことはわかりませんので、たぶんという話になりますが、この用途では250ｍＷ～500ｍＷクラスの小信号増幅用のＮＰＮ型トランジスターでｈFEの大きなものがよいのではないか、と思われます。（車速パルス信号の特性が判明して）もしそれでパワー不足であることが分かれば、数ワット級のトランジスターが必要になるかも知れません。
　なお、エミッタフォロワー回路が出来上がったら、いきなりつなぎこむのではなくて、その電気的特性が設計どおりになっているか、予め調べて、問題ないことを確認してからにします。

　エミッタフォロワー回路設計にどうしても最小限必要な情報を得るために、車速パルス信号に余計なタコメータをつながない（正規の）状態で、試しに抵抗を負荷につないでみてください。つなぐべき抵抗値は幾らであるか特定できませんので、１０Ωくらいから２０Ω、４３Ω、１００Ω、…というように、おおよそ倍の抵抗を順次つなぎ変えてみて、正規のタコメータが表示異常になるときのおおよその負荷抵抗値を見つけ出します。そうすると、かなり大胆ですが、エミッタフォロワー回路設計の目安が分かってきます。
　できれば車速パルスのパルス電圧も測って欲しいところです。そうすると、より確実な設計が出来るようになります。ただし、これはふつうの電圧計（例えばテスター）では測定できません。電子電圧計でも正しく測定できないでしょう。オシロスコープ（またはシンクロスコープ）なら大丈夫です。

　なお、回路設計の手ほどきが必要であれば、私がＮＨＫ出版から出した書籍がありますので、問題解決ができないようであれば次回はそれを紹介します。

お礼

オシロスコープ等が無いとパルス測定できないので
オペアンプを試して駄目なら、試してみたいと思います。
有難うございました。

回答No.2

ASIMOV

エミッタフォロワは電流増幅回路ですので、電圧は増えません
むしろ、若干（0.5～0.6V）低下します
電圧増幅ならコレクターフォロワの方が良いです
抵抗値については、使用しているトランジスターや、負荷抵抗によります

回答No.1

black2005

そんな時は増幅回路など使わず、コンパレータを使います。
入力レベルや出力電圧レベルも書かれていないので、それ以上はアドバイスのしようがない。

お礼

回答ありがとうございます。
コンパレータを使用して作成したいと思います。
回路を組む上で電圧レベルが重要になるので測定したいと思います。