★ オペアンプ part9©2ch.net
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オペアンプ Operational Amplifier
（222） 二本の抵抗で安定した増幅ができる便利な部品
j "''".| オペアンプについて語りましょう。
`liiiiiil 簡単便利に使えるネタなどもどうぞ〜！！
★前スレ
part8 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1346922328/
part7 http://uni.2ch.net/test/read.cgi/denki/1287256098/, はい、GB積はOPAMPで決まります
それ以上の帯域幅を引き出すことはできません >>848
オペアンプのオープンループ特性を見てみる→ -6db/octで右肩下がり。
-6db/octと言うのは2倍の周波数で、半分のゲインと言う意味。
つまりオープンループのゲインがGB積一定となる原因。
(-6db/octとならない低周波域を除く)
オープンループ以上のゲインは出せないので、
帰還を掛ける通常使用でもGB積を越えられない いいところに気付くなあ。
このあいだまでGB席の意味を知らなかった。
OP AMPを取り替えっこしてた。 １００Mhzくらいを通せるフォトモスリレーってあります？ 今は金属のリレーが
ついてる。 アッテネータの切り替えに使うのだけどDIODEで切り替えできる？
例えば 1倍 １０倍をダイオードで切り替えるってできるのかなー。
どうやって切り替えるの？ >>857
簡単にやろうと思えば、直流バイアスを変えてダイオードの抵抗を変える
ダイオードの 一般式 Vf = Vt*ln(If/Is) + Rs*If を
流す電流のポイントで微分したのが傾き (ΔVf/ΔIf = R）
小信号ACであれば使えるけど、信号が大きくなるにつれ歪が大きくなる。
RFリレーに関しては、今後MEMSスイッチが流行ると思われる >>857
リレー(の接点)と同様に切り替えるとか？
１倍/１０倍の例だと、アッテネータを通さず素通しか、
1/10のアッテネータを通すか、ですよね
(アッテネータの入力側が常時接続されてて、リレー出力で強弱を選ぶのは
高周波回路を想定されてる様なので、とりあえず除外)。
2極双投リレーの代わりなので、PINダイオード4個って事になりますね。
PINダイオードの場合は、もちろんDC成分迄は通せませんが。
DC成分迄必要でしたら、メカニカルリレーで行くしか！ なるほどそういうやり方があるんだ。でもDCレベルなので残念ながら使え
ない。ただ安物（帯域１００Mhz）のオシロのアッテネータとかメカニカル
リレーはついてないよね。なんで切り替えているんだろ。 アナログスイッチでも1GHz対応を謳ったやつがあるのか。
ttp://ednjapan.com/edn/articles/1002/01/news106_2.html
>>858
MEMSスイッチはオムロンが一時期売ってたみたいだけど(2SMES-01ね)、
カタログ落ちしたって事は売れなかったって事なのかなぁ？
それとも大人の事情？(特許絡みとか)
ttp://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/closed/2014036c_on.pdf DBMを使っても素通し/遮断の切り替えは出来なくはないか。
でも勿体無い使い方だなぁ。 >>861
面白い記事をありがとう
電力は扱えないけど CMOSでも1GHzのスイッチは作れる容易
MEMSに関しては 私は10年ぐらい前はいろいろと関わっていたのでMEMSの時代が来ると思っていましたww
当時は、センサや光やRFスイッチなどに使われ始めてました
今は違う分野なので疎くなってしまいましたが、携帯電話とかのRFパワースイッチは何を使ってるの？
光とかではないので、MOSトランジスタ１個でもできるわけだけど オシロだと入力の最大は４００Vくらいあるよね。インプットで1/10に落とすと
して４０Vだ。当然こんな電圧はADで受けられないから更に分圧するけれども
誤って１Vレンジなどで受ける場合もあるから、このくらいの電圧が入ってきても
大丈夫なように保護回路が必要になる。まあダイオードで電源にプルしておけば
いいと思うのだけど、普通のダイオードじゃダメでしょ。以前保護ダイオードを
入れたら信号が無茶苦茶減衰して困ったことがある。まあその時は保護回路なし
でいっちゃったけど、オシロだとそういうわけにはいかない。
こういう時はどんなダイオードを使ったらいいの？ >>864
なるほど
PINダイオードを使ったりするのかオフ時の損失が少なくて済むからかな
昔、赤外線通信とかでPINフォトダイオードを使ったことがあるが
PN接合よりPINの方が 逆バイアスで空乏層が広がって容量が小さくなるからPINばかり使っていたなあ
ここはオペアンプのスレだがら、ついでにいっとくと
TIAはフォトダイオードの感度と容量が支配的だった ｆ特とかノイズゲインとか >>865
TVSダイオード？
あとADG467みたいなやつも。 >>871
だね。
高周波特性を保ちつつ過電圧保護をダイオードでなんとかって、本当に出来るの？
TVSダイオードには1pF以下もあるけど、燃えそうな気がする。 こんなのもあるんだな。
過電圧保護機能を集積化したロバ ストなオペアンプ
ttp://www.analog.com/jp/analog-dialogue/articles/robust-amplifiers-provide-integrated-overvoltage-protection.html 入力にクランプダイオードが付いているオペアンプを使えば、図みたいな回路はどう?
ゲインは半分になるけれど。
トリマコンデンサはオペアンプの入力容量に合わせて。
これで、オペアンプの入力クランプダイオードが5mAまで許容するものなら、INはVCC+50VまたはVEE-50Vに耐えるはず。
一般的なアナログＩＣの通常の端子と電源間に必ずＤｉｏｄｅが見えるため保護として動作する
この等価的なDiodeはESD保護のために必ずいれるが、端子電圧を電源電圧範囲外で使う場合などは入れられない
このDiodeも破壊したくないのであれば、端子と電源間にショットキーダイオードなどを付けると良いと思います
さらに電源間にも diode をいれとくと良いでしょう
しかし、中には例外もある
例えばバイポーラアナログの場合で、段積みされていようがBE間がガッチリしてるタイプは、なんらかのクランプが必要になる >>865
入力で1/10に落とせば静電容量は約10倍にできるんじゃないの？
1MΩ//12pFの入力インピーダンスなら900kΩ:100kΩと13.3pF:133pFで
100kΩ側は133pFまで並列にできる。 >>876
分圧回路の入力側に着目し過ぎで、出力側を忘れ過ぎでは？ >>876
12pFで 9:1 の分圧なら、13.3pFと120pFではなくて?
>>877
>出力側を忘れ過ぎでは？
120pF(133pF?)は、C1〜4の合計で、分圧の出力側に繋がるすべての静電容量を含んだものという話だし、
忘れすぎということはないのではない?
(C2,3はダイオードの接合容量、C4はアンプの入力容量)
>>865
RigolのDS1052EではJFETの保護に普通の低リークダイオード（BAV199, Ct: 2pF）使ってるみたいだけど。
http://rigol.codenaschen.de/index.php/Schematics
OPアンプの入力は分圧してるだけで何も外部保護は入っていないみたい。
これで何で400V（DC+AC Peak）まで耐えられるのかはよく分からん。 >>879
そのオペアンプの資料。
ttp://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/data-sheets/AD8510_8512_8513_jp.pdf
13/20ページ
>AD8510/AD8512/AD8513 には、電源電圧より最大0.7 V 高い電
>圧がピンに入力されても損傷を与えないようにする保護回路が
>内蔵されています。高い入力電圧に対しては、入力電流を制限
>する直列抵抗が必要です。この抵抗値は次式で決定することが
>できます。
分圧の抵抗も高いから。 >>878
> 120pF(133pF?)は、C1〜4の合計
で、分圧の出力側に繋がるすべての静電容量
OPAMPの前に120pFがあったら、感覚的にMHz信号は無理レベル…
> http://o.5ch.net/imyb.png
毎度URLが「http:〜」に見えるんだが、俺だけなのか？ (書き込んだらssspがhttpに置き換えられた)
(なんだこれ？) >>882
>毎度URLが「http:〜」に見えるんだが、俺だけなのか？
ブラウザとOSは何でしょ?
Windows PC版Chrome, Firefox, Edge だと特別なことをしない限り、URLではなくて画像が表示されるようになってます。
ブラウザによっては画像じゃなくてURLが出るんですね…。
先頭の h を抜くべきって思っておられるのかもしれませんが、「お絵描きLOAD」で投稿したら「h」を抜くという選択肢は無いようです。
>OPAMPの前に120pFがあったら、感覚的にMHz信号は無理レベル…
>>878の図の分圧回路だけでもLTspiceなどでACシミュレーションしてみてください。
ダイオードやオペアンプの静電容量を考慮するのは面倒かと思いますので、ダイオード、オペアンプは取っ払って、その代わりにC1を120pFにします。
で、ネタバレになりますが、100MHzはゆうに越します。(でも面白いので、ぜひシミュレーションしてみてください)
なんで高域まで伸びるかっていうと、高周波での分圧を担っているのは抵抗ではなくてコンデンサだからです。13.3pFと120pFで分圧しているわけです。
不思議だと思われるかもしれませんが、オシロスコープのプローブも、抵抗成分だけなら9MΩと1MΩという高抵抗で分圧しているくせに100MHz越えのがありますよね。
あれも受け側の静電容量と、9MΩにパラったコンデンサで分圧しています。
それで、その静電容量の比率がおかしくなると波形もおかしくなるのでオシロのプローブには調整用の穴があるでしょ? >>885
ブラウザはAndroid用の専ブラ2chGear。
> Windows PC版Chrome, Firefox, Edge だと
専ブラ使わない奴もいるんだな。
> >>878の図の分圧回路だけでもLTspiceなどでACシミュレーションしてみてください。
100MHzを理想抵抗に理想コンデンサでシミュしても意味が無いよ 言い忘れ
>>885
> 先頭の h を抜くべきって思っておられるのかも
それか!!
hを抜くのは、2chの広告ページ飛ばし対策。専ブラはそれを検知して正しいURLに直す。
h無しのURLも併記してくれると助かる >>871
1S1544みたいなダイオードとTVSダイオード直列に入れて
保護回路作ってたような気がする >>884
最後の ﾐ'ω ` ﾐ って、何ですか？ グロを見せられたトラウマで
o.8chはNGしてある >>884
ブートストラップだとDC付近がつらいですね。 >879
このRGOLのオシロスコープのアナログフロントエンドにAD8510 がついてるが、これは帯域
１０Mhzもない。こんなOPAMPでよく１００Mhzが計測できるんだな。この後ろのFETの
ディスクリートバッファがその役目を果たしてるのだろうけども、これはコンデンサ３３ｎで
カップリングされてる。こういう設計方法って意味が分からん。
だれか説明してくれ。 たぶんディスクリート部分ってオフセット調整が難しい。それをAD8510にフィードバック
することで調整している。と同時にポジションコントロールをDACからTP109に
入れている。
低域の精度はこのAD8510で確保して、広域になるとディスクリートが担当する。
この考えかたであってるだろうか？ n33とその下にある4M?の抵抗で、n33側からの信号に対してはハイパス
4M?の側からはローパスの加算回路になっている
つまり、高い周波数はAD8510はスルーされるから、帯域低くてもオッケー
こういう技法は、確かLM318の内部回路で使われてて、feed forward とか
呼ばれてたはず >>885
専ブラ Jane Styleで見ても「sssp ://o.5ch.net/imyb.png」だわ
> ssspとは（意味、元ネタ、使い方）2ch - ネット王子
> netyougo.com/2ch/4220.html
> 【読み方】：エスエスエスディー 「sssp」とは2chにおいてBeアイコンを表示するために使用するものである。 「http://○○○」投稿内に書き込むことで、IEで見た場合にアイコン（絵文字）が表示される。
IEを使わない人には迷惑な機能 >>886
>100MHzを理想抵抗に理想コンデンサでシミュしても意味が無いよ
「感覚的にMHz信号は無理レベル…」の人ですよね?
100MHzで抵抗やコンデンサの理想ではない部分がどれぐらい影響があるのか、感覚的に否定されていませんか?
120pFのセラミックコンデンサの周波数特性をご覧ください。
ttp://psearch.jp.murata.com/capacitor/product/GRM1882C1H121JA01%23.html
300MHzぐらいまでは、理想コンデンサに近い特性が出ています。
抵抗はこんな図がありました。
ttp://www.koaglobal.com/product/basic/characteristics
10kΩだとけ100MHzで怪しい感じになっていますが、これって主に並列の静電容量が原因です。
今回の分割回路であれば、抱かせるコンデンサの静電容量がその並列静電容量を含んだものと考えれば
良いのではないかと思います。
もともとMHz信号が無理だと思っておられたのなら、シミュレーションで10MHzまでフラットになるのを見るだけでも
価値がありますよ。
あと、お絵描きLOADで書き込むときは、URLは意識できないのです。
ですので「h無しのURLも併記してくれると助かる」これにはお応えできません。 >>893-894
n33って何なんでしょうね。
15nという表記もあるので、n33≠33nだと思います。
ってことは0.33nF＝330pF? >>899
だって、そのポイントについて>>893さんに誰もツッコまないんだもの。 CMOSオペアンプって電源電圧が小さくなると、同じ石でもバイアス電流が
減少するものなの？ >>901
バイアス電流というより、実質リーク電流だからじゃないでしょうか。 バイアス電流って、内部で使われてるバイアス電流？
それとも入力ピンに出てくる漏れ電流の事？ ああ…。バイアスと聞くと Input bias のことかと反射的に思ってしまってた。 >>901が何を意図していたか説明してくれないと。 >895
feed forward調べてみました。ありがとう。 >なんで高域まで伸びるかっていうと、高周波での分圧を担っているのは抵抗
>ではなくてコンデンサだからです。13.3pFと120pFで分圧しているわけです。
なるほど、このあたりの原理の理解が重要ですね。120pfならそんなに怖くない。
切り貼りしても何とかなりそうなレベルだ。勉強になります。 >>906
LTC1150のデータシートに入力バイアス電流対電源電圧のグラフが載ってたのを見て、
つい…。 >>909
LTC1150のデータシートを見てみたけれど、バイアス電流については癖が強い感じだなあ。
コモンモード特性だと+入力と-入力で逆になってるのが面白い。
微小なバイアス電流が気になる用途になら、非反転アンプでは使いにくいね。
とはいってもピコアンペアなんだしって気もするけど。 ブロック図で
上にあるAMPは、広帯域だけどオフセット電圧／ドリフトの大きいやつ
下にあるAMPは、帯域小さいけど、オフセット電圧／ドリフトの小さいやつ
二つ組み合わせて、広帯域でオフセット電圧／ドリフトの小さいAMPを実現 >>897
> 100MHzで抵抗やコンデンサの理想ではない部分
否定るな。
・セラコンの初期偏差、抵抗に比べればでかい
・温度特性、揃っていると思うの？
・周波数特性、これは完全に違うな
そんな特性が揃ってないセラコンで分圧して意味あるの？ 岡村せんせーの「定本OPアンプ回路の設計」の図6-20のやつのバリエーションを
仕事絡みで目撃した事ある人居ますか？ >>914
そんなことを言ってたら、高周波回路とかどう考えるんだろうって思う。
温度補償型と高誘電率型の区別もついていないのかな？ ばか話をひとつ。
秋葉原辺りにありそうな
パロディー菓子を考えてみた。
オペあんこ（大福）
・スイーツテクノロジー１３６４
・高シュガーレート（甘め）
・２回路＝苺２個入。
・バイポーラ＝つぶあん
他にも ６２７なら
ハイグレードな苺で仕上げてある
とかはどうよｗ >>918
オペあんこ
これくらいしか、意味がわからん。これとて、つまらん。 >>915>>917
ここはゆっくり>>897氏のレスを待とうぜ あんこって言うと
あん娘
歌「プカプカ」を思い出す
歌詞 頭
♬俺のあん娘は たばこが好きで
いつも プカプカプカ 〜 体に悪いから、やめなよって言っても〜 いつもプカプカプカ〜 EMI耐性を高めたオペアンプって実際に効果あるものなのかな？
機器のそばにスマホ置いたら誤動作したとの体験あります？ >>925
EMI耐性を高めたオペアンプの具体的な型式って何でしょうか。
ESD耐性をうたうものはいろいろありますが。
それはともかく、ガラケー時代ですけど、アンテナ近くに実験回路を
置いて実験的に誤動作させたことはあります。 >>926
検討中なので具体的品種は決めてません(多分TIの対応品種)。
でも短波帯(3〜30MHz)に対しては、従来の手法を使うしかないんだろうな。 小さくリードが短いチップタイプの形状がEMIの影響を受けにくいだろうが、
本当にEMI耐性が必要ならシールド板金で囲む。 >>927
調べたら LMV831、881あたりは耐EMIを標ぼうしてますね。へえええ。勉強になりました。
でも、基本的にはこれらは携帯電話みたいな高い周波数を想定して、入力間、入力-電源間に
コンデンサが入ってる構造なんじゃないかと思います。
3〜30MHzは結構低いので、回路が本来ターゲットにしている周波数にもよりますが、
大き目のコンデンサやインダクタでガードすることになるのではないでしょうか。 EMIの経路はケースに繋がるコネクターや線だから半導体素子自体はそんなに
関係無いだろー >>928
筐体内部のシールドも併用になるかなぁ？
>>929
機器のそばでコードレス電話や特定小電力トランシーバを使っても負けないで
欲しいってとこかな。
>>930
コンデンサやフィルタでガードすると、それはもうTIA(トランスインピーダンス
アンプ)と呼べないのではって言うのが悩ましいですｗ
>>931
オペアンプ内部にLPF入れて対策してるそうです。
ボンディングワイヤの形状も効いてくるそうで…(なので同じ石でも
別の工場でボンディングするとEMIの影響が変わってくるそうな)。 電子ライターを筐体の金属部につけてバチバチやってたな。 (小)学校でスチール椅子（塗装の禿げた部分）に放電すると、
（木製の座面の四隅にあるリベットから）
座ってるやつが感電してビックリするっていうのを
やられたりやったりした >>933
それは静電気試験だがー
よほど設計が悪いと金属ケースに落としただけで誤動作したり壊れたりはするなー
普通は人が触れる露出金属やコネクターの端子や操作パネルのスイッチ付近などに
落として試験
数kVから15kV位まで >>933
スペースインベーダーの課金を誤魔化すのを思い出したｗ 質問いいかな
直流電流で利得2倍の非反転増幅器を作ってみたんだけど
-12Vから12Vまで1Vずつ検証した結果-5Vから5Vの間しか2倍にならなかったんだけど
なんで？ OPアンプの電源は±12Vだよね。
入力が-5〜+5Vなら出力は-10〜+10Vでてる。
まあそんなもんじゃない。
もしかして電源電圧範囲超を期待している？ >>938
>-5Vから5Vの間
それ以外の入力での結果はどうなったの？ >>941
-12V入力したら-24V出力とか期待してたけどそこまで出なかった
むしろ-11Vとかになって
-10,-9,-7,-6とかもそんなかんじ
-5入れるとやっと-9.9とかで-4,-3,-2,-1,1,2,3,4,5まではほぼ2倍なったんだよ
なんでかなあって思っただけ >>943
2倍には到底及ばない結果
むしろ低かったり >>944
オペアンプICに与えている電圧の範囲内でしか出力は得られないよ。
たとえばオペアンプを±12Vの電源で使っていたら、出力もそれが限界。
実際には、電源範囲より小さくなるオペアンプが多くて、
たとえば、±12V電源のとき、出力の最小最大が±10Vになるとか。
そのほかオペアンプの入力の電圧範囲も制約があります。
2倍のアンプを作ったときに、ちゃんと2倍で動作するのはその制約の範囲内だけです。 アンプの回路やプロセスによるかなあ
大昔は±15V対応が標準だったから、30V以上の耐圧のプロセスを使ってたいたと思う
出力が電源電圧に張り付かないのが普通 （仮に出力が出ても歪むから使えない）
出力は、エミッタフォロワで出すと ダイオード一発以上は電源から離れるし
入力もダイオード１発分＋電流源分は電源から離れる
実際にR2R（レール 入力でレール出力、入力も出力も電源付近まで使える）ICも作った事があるが、意外と需要は少なかった
アンプ初心者は、入力範囲と同相入力範囲、出力範囲は抑えときたい所です >>947
>実際にR2R（レール 入力でレール出力、入力も出力も電源付近まで使える）ICも作った事があるが、意外と需要は少なかった
意外と需要がなかった、というのは±15Vの製品の話ですよね…
低電圧向けの(特にC-MOS)タイプなら、出力がフルスイングするものは珍しくはありませんし、
特に5Vまでの電源で使うタイプのものだと、入力R2Rも結構あると思います。
特性の問題で入力R2Rをめいいっぱい使うことは避けてますが。 >>946
つまり俺が使ったアンプが+-5vの範囲じゃないと使えない代物ってこと？ >>948
5V電源でも同じですね、R2Rオペアンプの数量は少ない方だと思います
でも、オペアンプ単体でちょっとした回路を何か作ってみたい場合には使いやすいと思います
今は用途別にICの種類が増えて、単体オペアンプをたくさん使ってプリント基板上で回路を作ることが減ったと思います
基本機能ですら専用IC化していて、例えばバッファ専用ICとかあります
（過去に広帯域バッファを作ったこともあるが性能が良くなかった、ゲイン1倍は周波数特性が難しい）
R2Rに関して
入力範囲が欲しいケースでは、センサ用ICなど差動入力は小さいが同相は広範囲とか
この場合はインスツルメンテーションにしたりチョッパにしたりとかICの中で作ってしまう
出力範囲が必要な場合は、次段が電力増幅とかだから後段に専用ICを使う
電力出力が不要な場合はADで受けることが多いから1Vpp もあればいいだろうし
余談だが数年前に設計した携帯機器スピーカアンプの出力はアナログアンプじゃなくてデジタルでした
ある意味デジタルはR2Rです、場合によっては昇圧してのR2Rもあります >>949
出力電圧範囲は何V欲しいの？
OPアンプの種類も電源電圧それ次第で決めれば良いんだよ。 レス数が950を超えています。1000を超えると書き込みができなくなります。
