・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5) 発振が落ち着いているとき,R 1 の電流は,R 5 とR 6 の電流を加えた値なので式6となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6) i R1 ,i R5 ,i R6 の各電流を式4と式5の電圧と回路の抵抗からオームの法則で求め,式6へ代入して整理すると発振振幅は式7となります.ここでV D はD 1 とD 2 がONしたときの順方向電圧です. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7) 図6 のダイオードと 図1 のダイオードは,同じダイオードなので,順方向電圧を 図4 から求まる「V D =0. 37V」とし,回路の抵抗値を用いて式7の発振振幅を求めると「±1. 64V」と概算できます. ●AGCにコンデンサやJFETを使わない回路のシミュレーション 図7 は, 図6 のシミュレーション結果で,OUTの電圧をプロットしました.OUTの発振振幅は正弦波の発振で出力振幅は「±1. 87V」となり,式7を使った概算に近い出力電圧となります. 実際の回路では,R 2 の構成に可変抵抗を加えた抵抗とし,発振振幅を調整すると良いと思います. 図7 図6のシミュレーション結果 発振振幅は±1. 87V. 図8 は, 図7 のOUTの発振波形をFFTした結果です.発振周波数は式1の「R=10kΩ,C=0. 6kHz」となります. 図5 の結果と比べると3次高調波や5次高調波のクロスオーバひずみがありますが, 図1 のコンデンサとNチャネルJFETを使わなくても実用的な正弦波発振回路となります. 図8 図7のFFT結果(400ms~500ms間) ウィーン・ブリッジ発振回路は,発振振幅を制限する回路を入れないと電源電圧付近まで発振が成長して,波の頂点がクリップしたような発振波形になります. 図1 や 図6 のようにAGCを用いた回路で発振振幅を制限すると,ひずみが少ない正弦波発振回路となります. ■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1の回路 :図1のプロットを指定するファイル :図6の回路 :図6のプロットを指定するファイル ■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 (6) LTspice電源&アナログ回路入門・アーカイブs (7) IoT時代のLTspiceアナログ回路入門アーカイブs (8) オームの法則から学ぶLTspiceアナログ回路入門アーカイブs
図2 (a)発振回路のブロック図 (b)ウィーン・ブリッジ発振回路の等価回路図 ●ウィーン・ブリッジ発振回路の発振周波数と非反転増幅器のゲインを計算する 解答では,具体的なインピーダンス値を使って求めましたが,ここでは一般式を用いて解説します. 図2(b) のウィーン・ブリッジ発振回路の等価回路図で,正帰還側の帰還率β(jω)は,RC直列回路のインピーダンス「Z a =R+1/jωC」と.RC並列回路のインピーダンス「Z b =R/(1+jωCR)」より,式7となり,整理すると式8となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・(7) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8) β(jω)の周波数特性を 図3 に示します. 図3 R=10kΩ,C=0. 01μFのβ(jω)周波数特性 中心周波数のゲインが1/3倍,位相が0° 帰還率β(jω)は,「ハイ・パス・フィルタ(HPF)」と「ロー・パス・フィルタ(LPF)」を組み合わせた「バンド・パス・フィルタ(BPF)」としての働きがあります.BPFの中心周波数より十分低い周波数の位相は,+90°であり,十分高い周波数の位相は-90°です.この間を周波数に応じて位相シフトします.式7において,BPFの中心周波数(ω)が「1/CR」のときの位相を確かめると,虚数部がゼロになり,ゆえに位相は0°となります.このときの帰還率のゲインは「|β(jω)|=1/3」となります.これは 図3 でも確認できます.また,発振させるためには「|G(jω)β(jω)|=1」が条件ですので,式6のように「G=3」が必要であることも分かります. 以上の特性を持つBPFが正帰還ループに入るため,ウィーン・ブリッジ発振器は「|G(jω)β(jω)|=1」かつ,位相が0°となるBPFの中心周波数(ω)が「1/CR」で発振します.また,ωは2πfなので「f=1/2πCR」となります. ●ウィーン・ブリッジ発振回路をLTspiceで確かめる 図4 は, 図1 のウィーン・ブリッジ発振回路をシミュレーションする回路で,R 4 の抵抗値を変数にし「. stepコマンド」で10kΩ,20kΩ,30kΩ,40kΩを切り替えています. 図4 図1をシミュレーションする回路 R 4 の抵抗値を変数にし,4種類の抵抗値でシミュレーションする 図5 は, 図4 のシミュレーション結果です.10kΩのときは非反転増幅器のゲイン(G)は2倍ですので「|G(jω)β(jω)|<1」となり,発振は成長しません.20kΩのときは「|G(jω)β(jω)|=1」であり,正弦波の発振波形となります.30kΩ,40kΩのときは「|G(jω)β(jω)|>1」となり,正帰還量が多いため,発振は成長し続けやがて,OPアンプの最大出力電圧で制限がかかり波形は歪みます.
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
図2 ウィーン・ブリッジ発振回路の原理 CとRによる帰還率(β)は,式1のBPFの中心周波数(fo)でゲインが1/3倍になります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) 正帰還の発振を継続させるための条件は,ループ・ゲインが「Gβ=1」です.なので,アンプのゲインは「G=3」に設定します. 図1 ではQ 1 のドレイン・ソース間の抵抗(R DS)を約100ΩになるようにAGCが動作し,OPアンプ(U 1)やR 1 ,R 2 ,R DS からなる非反転アンプのゲインが「G=1+R 1 /(R 2 +R DS)=3」になるように動作しています.発振周波数や帰還率の詳しい計算は「 LTspiceアナログ電子回路入門 ―― ウィーン・ブリッジ発振回路が適切に発振する抵抗値はいくら? 」を参照してください. ●AGC付きウィーン・ブリッジ発振回路のシミュレーション 図3 は, 図1 を過渡解析でシミュレーションした結果です. 図3 は時間0sからのOUTの発振波形の推移,Q 1 のV GS の推移(AGCラベルの電圧),Q 1 のドレイン電圧をドレイン電流で除算したドレイン・ソース間の抵抗(R DS)の推移をプロットしました. 図3 図2のシミュレーション結果 図3 の0s~20ms付近までQ 1 のV GS は,0Vです.Q 1 は,NチャネルJFETなので「V GS =0V」のときONとなり,ドレイン・ソース間の抵抗が「R DS =54Ω」となります.このとき,回路のゲインは「G=1+R 1 /(R 2 +R DS)=3. 02」となり,発振条件のループ・ゲインが1より大きい「Gβ>1」となるため発振が成長します. 発振が成長するとD 1 がONし,V GS はC 3 とR 5 で積分した負の電圧になります.V GS が負の電圧になるとNチャネルJFETに流れる電流が小さくなりR DS が大きくなります.この動作により回路のゲインが「G=3」になる「R DS =100Ω」の条件に落ち着き,負側の発振振幅の最大値は「V GS -V D1 」となります.正側の発振振幅のときD 1 はOFFとなり,C 3 によりQ 1 のゲート・ソース間は保持されて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ちます.このため正側の発振振幅の最大値は「-(V GS -V D1)」となります.
・コレステロール結石 体内のコレステロールが過剰となったり、コレステロールを分解するための胆汁酸が減少した場合にコレステロールが結晶化してできます。結石の中で最も多く、全胆石の85%がコレステロール結石です。男性よりも女性に多いのは、女性ホルモンの影響で胆汁にコレステロールが排出されやすいためです。 ・色素系結石 色素系結石にはビリルビンカルシウム結石と黒色石があります。ビリルビンカルシウム結石は、胆道系に細菌感染が起こり、細菌の酵素によって胆汁中に含まれるビリルビンが水に溶けにくい性質となり、カルシウムと結合することにより形成されると考えられています。細菌感染のほかにも、胆汁の流れが悪かったり、低脂肪の食事や炭水化物の摂り過ぎなど偏った食生活で胆汁酸の濃度が低下すると結石が生じやすくなります。 黒色石は血液の病気でビリルビンが増えたり、肝硬変や心臓の弁置換手術後などにみられることが多いです。しかし、なぜ結石ができるのか詳細は明らかにされていません。 ・その他 まれな結石として、白色の炭酸カルシウム石や脂肪酸カルシウム石などがあります。 胆石症の治療法は? 自覚症状の無い胆石症の場合には、経過観察をすることがほとんどです。胆石が大きくなったり数が増えていたりしていないか、1年に1回程度検査をします。 症状がある場合には胆のう摘出術が適応となります。手術の方法には、開腹と腹腔鏡下がありますが、傷が小さくて入院期間も短い腹腔鏡下手術が一般的です。しかし、結石の大きさや胆のうの炎症程度によっては腹腔鏡下手術が行えないこともあります。また、上腹部の開腹手術をしたことがあったり、肝硬変がある場合などでは開腹手術が選択されます。 また、胆のうを温存する方法には薬物治療と体外衝撃波破砕療法があります。コレステロール結石で、大きさが1. 5cm以下である場合には薬物療法が選択されます。0.
公開日: 2016年4月25日 / 更新日: 2017年1月23日 「バリウム検査の後、アルコールを飲むと体内でバリウムが固まりやすくなるって本当? !」 「検査後、いつから飲んでもいいの?」 胃のバリウム検査は 前日の食事制限 があります。 大抵は前日夜9時以降の食事を取らないように注意を受けると思います。 でもその食事制限、実は バリウム検査後にもある って知ってましたか? 私は無類の紅茶&お酒好きですが、バリウム検査後のその水分摂取、飲むものは慎重に選ばないとエラいことになります!! 今回は バリウムがアルコールで固まりやすくなる理由 検査後どれくらい禁酒すればいいのか バリウムを早く排出するにはどうすればいいのか など バリウムとアルコールの関係 についてお話していきますね。 バリウムはアルコールで固りやすくなる!?なぜ? バリウムがアルコールで固まりやすくなる理由はスバリ 「 利尿作用 」 です!!! お酒を飲むとトイレの回数が増えますよね。 あれはお酒に利尿作用があるからです。 問題なのは、 お酒の利尿作用が腸管内のバリウムから水分を奪ってしまう ということです。 バリウム検査の後には、水分をたくさん摂るように言われますが、 バリウムを排出するには腸内に水分が必要 です。 バリウム検査後、身体に 水分が不足した状態 でいると腸内でバリウムが固まりやすくなり、中々排出できずに 腸閉塞 などの恐ろしい事態に発展しかねません。 検査後、医師から水分を摂るように言われるのはこのためですね。 また、アルコールだけでなく お茶やコーヒー にも利尿作用があるので注意が必要です。 検査後、一体いつまでダメなんですか? 医師 何日もずっと控えなければいけないというわけでないので安心してくださいね。 次で説明していきます。 バリウム後何日くらい禁酒しないといけない? バリウム検査後、翌日なら大丈夫ですか? アルコール解禁の目安は 白かった便が普通の色に戻ったら です。 ただしアルコールは摂取すると血管を膨張させるため、検査中に出血をした場合は血が止まりにくいといった可能性があります。 その際は 2~3日 は飲酒を控えると安心です。 また検査当日に白い便から普通の便に戻ったとしてもバリウム検査当日は通常とは違ったコンディションでしょうから、少なくとも 当日はお酒を控える べきでしょう。 うっかりアルコールを飲んでしまった場合はどうする?
急性胆管(たんかん)炎・胆(たん)のう炎の治療では、 まず一時的に食事を止めて 、点滴を用いて身体に必要な水分と、ナトリウム・カリウムなどの電解質を補います。 そして抗菌薬で炎症をおさえ、とどこおった胆汁(たんじゅう)をからだの外へ出すなどの外科的な治療を行います。 表2・急性 胆管 たんかん 炎・ 胆 たん のう炎の治療 ◆薬物療法 ◆とどこおった胆汁を身体の外へ出す方法 [胆道ドレナージ] ◆手術療法 急性胆管炎の場合は、 胆道ドレナージ を行った後に、胆石を取り除く内視鏡的な処置や手術を行います。 急性胆のう炎の場合は、原則として、早めに 胆のうを取り除く 手術を行います。 胆のうを取り除く方法は、次の2つがあります。 表3・手術方法と一般的な入院期間 お腹に小さな穴をあけて、そこから 器具を入れて行う手術 5日〜1週間 お腹をひらいて行う手術 1週間〜10日 ※表内の入院期間は目安であり、患者さんの手術後の状態によっても異なります。 手術後は、まれに熱が出る・肺炎を起こすなどの場合もあります。 無理をせず、しっかり休養することが大切です。 図8・ 腹腔鏡 ふくくうきょう 手術の方法 書誌情報