オペアンプ

オペアンプ

dot kind さんの書込 (2007/07/19(Thu) 13:57)

工学部の学生のdot kindと申します.

オペアンプについて質問です.(板違いだったら削除してください.) この回路の増幅率を求めたいのですが,左上の抵抗R1がなければ,バッファ回路と非反転増幅回路の直列接続になっているので計算できるのですが,R1があるため計算ができません.R1には電流が流れないと考えれば,バーチャルショートなどを用いて計算できるんですが.

また,理想的なオペアンプを使った場合は,この回路の入力インピーダンスは無限大でいいんですよね?

どなたか考え方だけでもいいのでお願いします.

Re: オペアンプ

dot kind さんのレス (2007/07/21(Sat) 01:42)

画像のURLが表示されないようでしたので,修正しました. 大変失礼しました.

Re: オペアンプ

山根 さんのレス (2007/07/21(Sat) 11:48)

R1はバッファ回路の負荷抵抗です. バッファ回路が駆動できれる値ならば,つまり0Ωでなければゲインの計算には関係しません. 次段は非反転ではなく反転増幅回路ですから,ゲインは'-R3/R2'です. オペアンプが理想的でなければ,初段のオープンループ・ゲインをA1,次段のオープンループ・ゲインをA2とすると, [A1/(1+A1)]*[1-(R2+R3)/R2]*[1/(1+1/(A2*R2/(R2+R3)))] に,バッファ回路の出力インピーダンスとR1,R2(R3は無視して良いでしょう)によるゲイン低下を掛け合わせます.

理想的なオペアンプを使った場合はバッファ回路の入力インピーダンスは無限大になりますが,理想的でないときは自分で計算してみてください.

Re: オペアンプ

dot kind さんのレス (2007/07/21(Sat) 12:19)

山根サマ,丁寧な解説ありがとうございます. やはりR1として,ゲインの計算をするんですね.

ところで,「負荷抵抗」とは一体どのようなものの事なのでしょうか?

Re: オペアンプ

zoro さんのレス (2007/07/21(Sat) 19:47)

横から失礼します.前に,図が出た後に消えたのでコメントできませんでした.

一寸,素人の見方で考えて見ます.

入力 Viが「+」に入力され,そのまま「-」に戻っているので,初段OPには強い帰還が掛かっているので,この入力に「+,−」がバランスするには同じ電位Viとなる,所謂,仮想短絡(バーチャル・ショート)がおこり,「-」に生じたViからR1を経て,グランドに向いた安定した電流,Jiが生じます.

Vi=Ji*R1

山根さんは,この為にR1を負荷抵抗と仰られていると推定します.

#したがって,初段のOPは高い入力抵抗を実現する,倍率1のアンプだと思います.

初段の出力はR2を経て次段OPに入りますが,グランドとの仮想短絡を中心に,R2を流れる電流のつくる電位がVi,R3を流れる電流がVoを作ると

Vi=+J*R2 Vo=-J*R3

この系が線形に動作するには; |Ji| << |J| がいるように思います.

回路の挙動が変だと思ったときに,ナイーブな検討をすると,意外と盲点を見つけることが出来る場合もあります.

Re: オペアンプ

小林@那須 さんのレス (2007/07/22(Sun) 08:18)

>ところで,「負荷抵抗」とは一体どのようなものの事なのでしょうか?

一段目のアンプ回路は,インピーダンス変換のための voltage follower 回路です.一般的には,この回路の出力段に R1:付加抵抗:damie registor を付ける必要はありません.R1 を敢えて付ける理由と考えるとしたら,「アンプによっては電源投入時に non linear な効果で変な状態に入り込んでしまうことがあって,Damie registor で bias を与えておく.」ぐらいしか思いつきません.

Re: オペアンプ

山根 さんのレス (2007/07/22(Sun) 09:35)

>小林さん R1は学生の理解力を見るDummy registorでしょう. 理想オペアンプをチャンと理解していれば,こんな質問は無いはずですから.

Re: オペアンプ

zoro さんのレス (2007/07/22(Sun) 12:37)

山根さん,初めまして.

>R1は学生の理解力を見るDummy registorでしょう.

私のばあい,R1が無いとちょっと戸惑うでしょう.素人の弱みの一つでしょうね.

この場合,R2が初段の負荷抵抗を兼ねるのでしょうか?

Re: オペアンプ

山根 さんのレス (2007/07/22(Sun) 15:23)

zoroさん,オペアンプのことならここにわかりやすい説明書があります. 「みんなのオペアンプ」or「だれでもわかるオペアンプ」

Re: オペアンプ

zoro さんのレス (2007/07/22(Sun) 16:39)

山根さん,

>オペアンプのことならここにわかりやすい説明書があります.

ご教示,有り難うございます.インターネットの御蔭で,色々な資料がすぐに入り助かります.すこし復習してみます.

Re: オペアンプ

dot kind さんのレス (2007/07/22(Sun) 18:12)

山根さま,zoroさま,小林さま

ありがとうございます.

>R1は学生の理解力を見るDummy registorでしょう

その通りだと思います.この問題は大学の試験の問題なので.