USB-6501の抵抗もしくは電圧フォロワの取り付け

[YUShin]

質問を日本語のディスカッションのほうに移動させて頂きました。

https://knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?id=kA00Z0000004BK0SAM&l=ja-JP

にありますように類似した問題になります。
制御するデバイスは3V以上の電圧を必要としているが、USB DAQデバイスの供給電圧は1.5Vです。
低インピーダンスの回路に対して電圧と電流を増加させるにはどうしたらいいでしょうか。 

過去に解決策としてあったのが、
電圧と電流をさらに制御する方法は、下図のようにDAQデバイスと負荷で電圧フォロワを使用することです。これにより、負荷回路へ外部電力を供給できるため、DAQデバイスによる電流/電圧の制限はありません。

→前回の質問です。

これにお奨めの製品を教えて頂けないでしょうか

できましたら　TTLで4系統を制御したいのですが

何を購入してどういうことをすれば良いのか　図面をみても良く分かりません。

→この回答を以下のように頂きました。丁寧な素早いご回答ありがとうございました。

平素よりNI製品をご愛顧頂きありがとうございます。
日本ナショナルインスツルメンツ技術部の上野です。

ボルテージフォロワ回路を作成するには、オペアンプというICが必要です。入手が容易なICですので、普段ご利用のサイトやお店で購入していただければと思います。

たとえば、下記のサイトで購入可能です。4系統の制御とのことですので、1つのチップで4回路扱えるものを選択することも可能です。

• 秋月電子

参照されているページの回路図は、オペアンプIC端子における配線を示しております。チップに対して別途電源を配線することで増幅します。弊社サイト以外に電子回路工作関連のウェブページで詳しく説明されておりますので合わせて参照いただければと思います。

→大変初心者で誠に恐縮ですが

現状左右に16端子があると思いますが、右側部分は、全部16個一度に接続するケーブル端子と接続されており、そこからBNC端子で4系統のTTL制御ができるようになっております。

BNC端子までに　抵抗を追加したり、上でのご指示頂きましたオペアンプICを接続することはできるでしょうか？

例えば２ｋオームの抵抗をそれぞれのBNCに取り付けるにはどうすればよろしいでしょうか？どこにどのように付ければ良いかアドバイスを頂けないでしょうか

別の質問ですが

あるいは外部のDC電源を供給すればと思ったりしておりますが

電圧低下には関係ないでしょうか？

USBから5Vが供給されていると聞きますが

USB-DAQ6501のGND端子のところから例えば５VのUSB電流を継ぎ足しをすることでTTL信号時の５Vの電圧低下は解消できそうでしょうか？

よろしくお願いいたします。

[Y.Ueno（退職）]

Q1. BNC端子までに　抵抗を追加したり、上でのご指示頂きましたオペアンプICを接続することはできるでしょうか？

A1. ブレッドボードや基板を16品コネクタ端子とBNC端子の間に挟む必要があります。たとえば、オペアンプ（MJM4585）を使用してボルテージフォロア回路を構築するには、以下のように配線します。

実装する際はブレッドボードで動作確認してから基板やNI USB-6000シリーズ試作用アクセサリにはんだ付けすることをお勧めします。

Q2. 外部のDC電源を供給すればと思ったりしておりますが、電圧低下には関係ないでしょうか？

A2. 回路によるかと思います。分圧回路に負荷がかかることで電圧降下が発生しているのでしたら、ボルテージフォロア回路で電圧降下を抑えられます。

Q3. USB-DAQ6501のGND端子のところから例えば５VのUSB電流を継ぎ足しをすることでTTL信号時の５Vの電圧低下は解消できそうでしょうか？

A3. どのような配線を意味しているのかを想像できませんが、ボルテージフォロア回路の外部電源として使用するのはあまりお勧めはしません。USBポートやポートの使用状況で変動する電源ではなく、安定供給できる電源を使用するほうがよいかと思います。

[YUShin]

汎用的なブレッドボードを準備してテストしておりますが　追加で質問させて頂けますでしょうか

Q1.ボルテージフォロア回路を構築する場合

というところですが　いろいろと確認しておりますと　

知恵袋に次の記事があったのですが

「TTLやCMOSからの出力はデジタル信号です。デジタル信号を増幅するのにアナログ信号を増幅する為のオペアンプは必要ありません。トランジスタやFET（電界効果トランジスタ）を使えば十分です。」

オペアンプのほうが良いのでしょうか？　アナログのように振幅してしまうことはないでしょうか？

Q2.ご紹介頂いたオペアンプNJM4585ではブレッドボードに搭載するためにはピンの形状が合わないことがわかりました。ピンが尖った形状のものでお奨めのものを教えて頂けないでしょうか

あとできれば

オペアンプ供給電源は＋５Vと-５Vということになろうかと思いますが

-5VではなくてGNDというタイプもあるようですので　単電源のほうが組みやすいのかなと思います。

Q3.以前の下記のリンクに類似した質問に戻りますが

https://knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?id=kA00Z0000004BK0SAM&l=ja-JP

TTLで電圧を稼ぎたい場合

（オープンコレクタでしかソフトが対応できずでして）

外付け抵抗と31ポートの+5Vからの配線を追加した場合に、P1.0からP1.3の4系統の電圧を上げたいのですが　１つのポートだけであれば3.3V以上出力テストができることがテストできたのですが　２つ以上のポートであれば

それぞれに電圧が分配しあってしまうようでしてうまく回路を組むことができておりません。

4系統を独立させて電圧を上げることはそもそも無理なんでしょうか？

可能であるようなら参考回路をご紹介頂けないしょうか？

BNCから＋3.3V以上（できれば５V）　それぞれのピンで独立してTTLで制御したいができておりません。

[Y.Ueno（退職）]

A1. 信号増幅にはさまざまな方法がございますが、オペアンプをボルテージフォロアとして使用する場合、倍率が1倍ですのでデジタル信号のまま出力されます。

A2. 過去にテキサスインスツルメンツ社製のオペアンプを使用してボルテージフォロア回路を作成したことがあるのですが、その型番までは記憶にありません。申し訳ないのですが、ご希望の形状や電圧に合う製品をご自身で選定していただければと思います。

A3. USB-6501は、ユーザマニュアルの8ページに記載されているとおり、オープンドレインとプッシュプル構成があり、配線とソフトウェア構成により使い分けすることが可能です（仕様書にも記載されています）。

配線は、ユーザマニュアルの10ページに②として記載されており、ソフトウェア構成については下記のページに使用するプロパティノードが記載されています。

• オープンドレイン（オープンコレクタ）またはプッシュプル（アクティブドライブ）になるようにNIデバイスを構成する

今回記述いただいた配線に関する説明を読むと、受け取り側がオープンコレクタのようですので、プッシュプル構成のほうが適しているのではないかと思います。

もし可能でしたら、外部に回路を設ける前にお試しいただけると幸いです。