オペアンプ 発振 回路 正弦 波 — 健康投資管理会計ガイドライン 事例
Created: 2021-03-01 今回は、三角波から正弦波を作る回路をご紹介。 ここ最近、正弦波の形を保ちながら可変できる回路を探し続けてきたがいまいち良いのが見つからない。もちろん周波数が固定された正弦波を作るのなら簡単。 ちなみに、今までに試してきた正弦波発振器は次のようなものがある。 今回は、これ以外の方法で正弦波を作ってみることにした。 三角波をオペアンプによるソフトリミッターで正弦波にするものである。 Kuman 信号発生器 DDS信号発生器 デジタル 周波数計 高精度 30MHz 250MSa/s Amazon Triangle to Sine shaper shematic さて、こちらが三角波から正弦波を作り出す回路である。 前段のオペアンプがソフトリミッター回路になっている。オペアンプの教科書で、よく見かける回路だ。 入力信号が、R1とR2またはR3とR4で分圧された電位より出力電位が超えることでそれぞれのダイオードがオンになる(ただし、実際はダイオードの順方向電圧もプラスされる)。ダイオードがオンになると、今度はR2またはR4がフィードバック抵抗となり、Adjuster抵抗の100kΩと並列合成になって増幅率が下がるという仕組み。 この回路の場合だと、R2とR3の電圧幅が約200mVなので、それとダイオードの順方向電圧0.
■問題 発振回路 ― 中級 図1 は,AGC(Auto Gain Control)付きのウィーン・ブリッジ発振回路です.この回路は発振が成長して落ち着くと,正側と負側の発振振幅が一定になります.そこで,発振振幅が一定を表す式は,次の(a)~(d)のうちどれでしょうか. 図1 AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路 Q 1 はNチャネルJFET. (a) ±(V GS -V D1) (b) ±V D1 (c) ±(1+R 2 /R 1)V D1 (d) ±(1+R 2 /(R 1 +R DS))V D1 ここで,V GS :Q 1 のゲート・ソース電圧,V D1 :D 1 の順方向電圧,R DS :Q 1 のドレイン・ソース間の抵抗 ■ヒント 図1 のD 1 は,OUTの電圧が負になったときダイオードがONとなるスイッチです.D 1 がONのときのOUTの電圧を検討すると分かります. ■解答 図1 は,LTspice EducationalフォルダにあるAGC付きウィーン・ブリッジ発振回路です.この発振回路は,Q 1 のゲート・ソース電圧によりドレイン・ソース間の抵抗が変化して発振を成長させたり抑制したりします.また,AGCにより,Q 1 のゲート・ソース電圧をコントロールして発振を継続するために適したゲインへ自動調整します.発振が落ち着いたときのQ 1 のゲート・ソース電圧は,コンデンサ(C 3)で保持され,ドレイン・ソース間の抵抗は一定になります. 負側の発振振幅の最大値は,ダイオード(D 1)がONしたときで,Q 1 のゲート・ソース間電圧からD 1 の順方向電圧を減じた「V GS -V D1 」となります.正側の発振振幅の最大値は,D 1 がOFFのときです.しかし,C 3 によりQ 1 のゲート・ソース間は保持され,発振を継続するために適したゲインと最大振幅の条件を保っています.この動作により正側の発振振幅の最大値は負側の最大値の極性が変わった「-(V GS -V D1)」となります.以上より,発振が落ち着いたときの振幅は,(a) ±(V GS -V D1)となります. ●ウィーン・ブリッジ発振回路について 図2 は,ウィーン・ブリッジ発振回路の原理図を示します.ウィーン・ブリッジ発振回路は,コンデンサ(C)と抵抗(R)からなるバンド・パス・フィルタ(BPF)とG倍のゲインを持つアンプで正帰還ループを構成した発振回路となります.
図5 図4のシミュレーション結果 20kΩのとき正弦波の発振波形となる. 図4 の回路で過渡解析の時間を2秒まで増やしたシミュレーション結果が 図6 です.このように長い時間でみると,発振は収束しています.原因は,先ほどの計算において,OPアンプを理想としているためです.非反転増幅器のゲインを微調整して,正弦波の発振を継続するのは意外と難しいため,回路の工夫が必要となります.この対策回路はいろいろなものがありますが,ここでは非反転増幅器のゲインを自動で調整する例について解説します. 図6 R 4 が20kΩで2秒までシミュレーションした結果 長い時間でみると,発振は収束している. ●AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路 図7 は,ウィーン・ブリッジ発振回路のゲインを,発振出力の振幅を検知して自動でコントロールするAGC(Auto Gain Control)付きウィーン・ブリッジ発振回路の例です.ここでは動作が理解しやすいシンプルなものを選びました. 図4 と 図7 の回路を比較すると, 図7 は新たにQ 1 ,D 1 ,R 5 ,C 3 を追加しています.Q 1 はNチャネルのJFET(Junction Field Effect Transistor)で,V GS が0Vのときドレイン電流が最大で,V GS の負電圧が大きくなるほど(V GS <0V)ドレイン電流は小さくなります.このドレイン電流の変化は,ドレイン-ソース間の抵抗値(R DS)の変化にみえます.したがって非反転増幅器のゲイン(G)は「1+R 4 /(R 3 +R DS)」となります.Q 1 のゲート電圧は,D 1 ,R 5 ,C 3 により,発振出力を半坡整流し平滑した負の電圧です.これにより,発振振幅が小さなときは,Q 1 のR DS は小さく,非反転増幅器のゲインは「G>3」となって発振が早く成長するようになり,反対に発振振幅が成長して大きくなると,R DS が大きくなり,非反転増幅器のゲインが下がりAGCとして動作します. 図7 AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路 ●AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路の動作をシミュレーションで確かめる 図8 は, 図7 のシミュレーション結果で,ウィーン・ブリッジ発振回路の発振出力とQ 1 のドレイン-ソース間の抵抗値とQ 1 のゲート電圧をプロットしました.発振出力振幅が小さいときは,Q 1 のゲート電圧は0V付近にあり,Q 1 は電流を流すことから,ドレイン-ソース間の抵抗R DS は約50Ωです.この状態の非反転増幅器のゲイン(G)は「1+10kΩ/4.
95kΩ」の3. 02倍で発振が成長します.発振出力振幅が安定したときは,R DS は約100Ωで,非反転増幅器のゲイン(G)は3倍となります. 図8 図7のシミュレーション結果 図9 は, 図8 の発振出力の80msから100ms間をフーリエ変換した結果です.発振周波数は10kΩと0. 01μFで設定した「f=1/(2π*10kΩ*0. 01μF)=1. 59kHz」であることが分かります. 図9 図8のv(out)をフーリエ変換した結果 発振周波数は10kΩと0. 01μFで設定した1. 59kHzであることが分かる. ■データ・ファイル 解説に使用しました,LTspiceの回路をダウンロードできます. ●データ・ファイル内容 :図4の回路 :図7の回路 ■LTspice関連リンク先 (1) LTspice ダウンロード先 (2) LTspice Users Club (3) トランジスタ技術公式サイト LTspiceの部屋はこちら (4) LTspice電子回路マラソン・アーカイブs (5) LTspiceアナログ電子回路入門・アーカイブs
(b)20kΩ 図1 のウィーン・ブリッジ発振回路が発振するためには,正帰還のループ・ゲインが1倍のときです.ループ・ゲインは帰還率(β)と非反転増幅器のゲイン(G)の積となります.|Gβ|=1とする非反転増幅器のゲインを求め,R 3 は10kΩと決まっていますので,非反転増幅器のゲインの式よりR 4 を計算すれば求まります.まず, 図1 の抵抗(R 1 ,R 2 )が10kΩ,コンデンサ(C 1 ,C 2 )が0. 01μFを用い,周波数(ω)が「1/CR=10000rad/s」でのRC直列回路とRC並列回路のインピーダンスを計算し,|β(s)|を求めます. R 1 とC 1 のRC直列回路のインピーダンスZ a は,式1であり,その値は式2となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) 次にR 2 とC 2 のRC並列回路のインピーダンスZ b は式3であり,その値は式4となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) 帰還率βは,|Z a |と|Z b |より,式5となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5) 式5より「ω=10000rad/s」のときの帰還率は「|β|=1/3」となり,減衰しています.したがって,|Gβ|=1とするには,式6の非反転増幅器のゲインが必要となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6) 式6でR 3 は10kΩであることから,R 4 が20kΩとなります. ■解説 ●正帰還の発振回路はループ・ゲインと位相が重要 図2(a) は発振回路のブロック図で, 図2(b) がウィーン・ブリッジ発振回路の等価回路図です.正帰還を使う発振回路は,正帰還ループのループ・ゲインと位相が重要です. 図2(a) で正弦波の発振を持続させるためには,ループ・ゲインが1倍で,位相が0°の場合,正弦波の発振条件になるからです. 図2(a) の帰還率β(jω)の具体的な回路が, 図2(b) のRC直列回路とRC並列回路に相当します.また,Gのゲインを持つ増幅器は, 図1 のOPアンプとR 3 ,R 4 からなる非反転増幅器です.このようにウィーン・ブリッジ発振回路は,正弦波出力となるように正帰還を調整した発振回路です.
健康投資管理会計ガイドライン 事例
なお、健康経営度調査の項目は毎年少しずつ変更があるため、回答期間に合わせて最新の調査票をご確認ください。 参考1:令和2年度健康経営度調査 調査票【サンプル】 参考2:令和2年度健康経営度調査 結果サマリー(フィードバックシート)【サンプル】 ワンランク上の健康経営へ!健康投資管理会計ガイドラインとは?
健康経営のメリット 健康経営への具体的なステップ 健康経営銘柄、健康経営優良法人制度の 評価基準 具体的なアクション例 等をわかりやすく一冊にまとめました! おかんの給湯室編集部
健康投資管理会計ガイドライン
最終更新日:2020年8月28日 2020年6月「健康投資管理会計ガイドライン」が策定されました。 この記事では「健康投資管理会計ガイドライン」ってなに? というところから、企業での運用、会計を開示することのメリットについて紹介します。 2020年に策定された「健康投資管理会計ガイドライン」とは? 「健康投資管理会計ガイドライン」とは?
「健康投資」の考え方(費用の算出) 健康投資とは、健康の保持・増進を目的として投下された費用のことを指します。外部に支出する金額だけでなく、働く環境や内部でのさまざまな取り組みも含みます。また、健康投資額は財務諸表で費用として計上されるものを指し、資産の減価償却費や人件費などもここに含まれます。 健康投資の分類方法としては、費用による区分はもちろん、効果別に分類することが望ましいとされています。分類や指標例は以下の図を参考にしてみてください。 2. 「健康投資効果」の考え方 健康投資の結果もたらされる従業員の取り組み状況、生活習慣、健康状態や組織の活力などの保持・増進効果を「健康投資効果」とし、以下の3つの段階に分けて考えます。 健康投資施策の取り組み状況に 関する指標 従業員などの意識変容・行動変容に関する指標 健康関連の最終的な目的指標 ・施策の参加者数 ・施策の参加率 ・施策の満足度 ・制度の認知率 など ・施策参加者個人や組織の理解度 ・健康メニューの選択率 ・運動などの継続率 ・保健指導の継続率 ・再検・精検の受診率 ・有給取得日数 ・飲酒や運動などの習慣 ・肥満や血圧・血糖値・要受診者率などの身体的指標 ・生活満足度やストレス反応、セルフエフィカシーなど心理的指標 ・アブセンティーズムやプレゼンティーズム、ワークエンゲイジメント、離職率、昇進率などの就業者関係指標 これらの指標・算出方法を企業が判断・決定し、測定・算出を行ないます。投資対効果を測定・分析した結果、期待した目標に達して似ない場合は、それぞれの段階の指標がどのような状態であるのかを個別に把握し、施策のPDCAサイクルを回すことが重要です。 関連記事 3.
健康投資管理会計ガイドラインとは
目的適合性 目的適合性とは、企業の健康投資やその投資効果について、関係者の意思決定に役立つ情報であることです。 また、開示する情報は量的なものだけでなく、その取り組みが経営に与える影響、さらに従業員等の健康に与える影響の大きさから考える必要があります。 2. 健康投資管理会計ガイドライン 事例. 信頼性 会計時に偏った情報やまちがいがないかを確認しましょう。具体的には、正当性・実質性・中立性・網羅性・慎重性の5つの側面から、信頼できる情報かを確認する必要があります。 ガイドラインには、以下のように定められています。以下を参考に、それぞれの側面から、扱う情報を確認するようにしましょう。 正当性:会計情報を開示する場合は、正確かつ妥当に記述すべきである 実質性:単に形式的に開示するに留まらず、投資等の実態に即して情報を開示すべきである 中立性:公正不偏の態度で記述すべきである 網羅性:重要な情報を漏れなく対象とすべきである 慎重性:不確実性を伴う情報は慎重に取り扱い、その性質、対象範囲、判断根拠を明らかにすべきである 3. 明瞭性 明瞭性とは、利害関係者に対し、必要な情報をわかりやすく開示し、企業の健康の保持・増進への取り組み状況に関する判断をまちがわないようにすること。利害関係者にとって、わかりやすい情報にするため、できるだけシンプルに表現することが求められますが、複雑な内容を伝えなければならないこともあるでしょう。その場合には、たとえ内容が複雑であっても省略してはいけません。 4. 比較可能性 企業の目的に応じて、同一企業の中で異なる時点間などの比較を要する場合には、比較できる指標を活用しましょう。これは、社内での比較であれば、期間で比較できるようにしておくことが大切です。 また、外部にも情報を開示する場合には、利害関係者が比較できるようにする必要があります。具体的には、選択した指標・評価手法を開示したり、これらを変更するときにはその理由と内容を明らかにしなければなりません。 5. 検証可能性 検証可能性とは、客観的な立場から検証可能であることです。たとえば、第3者が同じ方法で検証した場合に、同じ結果になるような情報であることが求められます。 健康投資管理会計の考え方をマスターしよう 冒頭でもお伝えしたとおりガイドラインは一定の枠組みのため、おおまかな進め方は存在するものの、細かい意思決定は各企業にゆだねられています。そんなとき「考え方」を正しく理解できていれば、健康投資管理会計をスムーズに運用することができるでしょう。そのためには、健康管理会計の「考え方」をマスターしなければなりません。 5つの要素から構成される健康投資管理会計 健康投資管理会計は、「健康投資」、「健康投資効果」、「健康資源」、「企業価値」、「社会的価値」の5つの構成要素によって形成されています。これらの要素は企業等の経営課題・目指すべき姿との結びつきを示す「健康経営戦略」によって一元的に管理されています。では、この5つの構成要素をどのように考えればよいのでしょうか。その「考え方」について、1つずつ確認していきましょう。 1.
健康とは、病気でないとか、弱っていないということではなく、肉体的にも、精神的にも、そして社会的にも、すべてが満たされた状態にあること。 5――おわりに 本稿ではガイドラインの内容について、「はじめに」までを紹介した。第1章「1. 健康投資管理会計とは」以降は稿を改めて紹介する予定である。