アンプICを探しています！！

質問

初めて利用させて頂きます。

増幅率 約30～50
低域遮断周波数 約0.3Hz
高域遮断周波数 約1kHz
のアンプICを探しています。

卒業研究でこのようなアンプICを使用したいと考えています。
回路に関してはほとんど素人ですがよろしくお願い致します。

回答No.3

inara

>ADボードのレンジが±10Vなので差動増幅回路で約45倍ほどに増幅したいのです

圧電ジャイロの感度は 0.67mV/deg/sec [1] ですので、圧電ジャイロの出力電圧（Out端子 と Vref端子 の電圧差）を45倍増幅すると、感度は 30mV/deg/sec になります。ADボードの最大入力レンジの±10V に対応する角速度範囲は ±332 deg/sec となって、仕様上の検出範囲全体が入るわけですね。ちなみに、この圧電ジャイロのが検出できる角速度は ±1000 deg/sec（2.8回転/sec） まで可能なようです [2]。

圧電ジャイロのデータシート [1] の1ページ目に増幅回路の例が出ていますが、この回路は0.3Hz～1kHzの周波数範囲で 10 倍の増幅率となるように設計されています。ここで使われているOPアンプ [3] は電源電圧 ±2.5V で使うのが一般的なので、出力電圧はこの範囲に限られます。以下に、±10Vの出力が可能で、増幅率が 45 倍の OPアンプ回路の例を示します。計算式も書きましたので、もっと感度を上げたい場合は増幅率をこれより大きくし、±1000 deg/secまで検出したいときは増幅率を小さくしてください。

　　　　　　　　　　　ENC-03R　　　　　　　　　　　OPアンプ
　　　　　　　　　　　3┏━┓4　+ -　　　　　　　　3┏━━┓1
　　2.7V～5.25V ─┨　 ┠─ C1 ─┬───-┨+　　 ┠┬─→　ADボード入力
　　　　　　　　　　　2┃　 ┃1　　　　　R1　　┌─┨-　　 ┃│
　　　　　　　　　　 ┌┨　 ┠─┬──┤　 │　2┗━━┛ │
　　　　　　　　　　 │┗━┛　+│　　 │　 │　　　　 　　　　│
　　　　　　　　　　 │　　　　　　C3　　 └R2┼── R3 ─-┤
　　　　　　　　　　 │　　　　 　-│　　　　　　└── C2 ─-┘
　　　電源GND ─┴────┴────────────→　ADボードGND

　　　　　　　　　　　　┌ +15V
　　　　 GND┠ C4 ┤
　　　　　　　　　　　　│┌┐┌┨GND
　　　　　　　　　　 ┏┷┷┷┷┓
　　　　　　　　　　　）　　　　　　┃上から見たpin配置と未使用端子の処理
　　　　　　　　　　 ┗┯┯┯┯┛
　　　　　　　　　　　　1　2 3 ┷
　　　　　　　　　　　　　　　　GND

　　　　２回路入りOPアンプ = NJM2904 [4]、LM358 [5]
　　　　C1 = C3 = 4.7μF（電解）、C4 = 0.1μF（積層セラミック）

　　　　（増幅率が 46.5倍、周波数範囲が 0.34Hz～1.062kHzの場合のコンデンサ・抵抗値）
　　　　　　　　角速度 [rad/sec] = 0.01442×( AD入力電圧 - 1.35V ）
　　　　　　　　C2 = 1500pF = 1.5nF（セラミック）
　　　　　　　　R1 = 100kΩ、R2 = 2.2kΩ、R3 = 100kΩ
　　　　（増幅率が A倍、周波数範囲が f1 [Hz] ～ f2 [Hz] の場合のコンデンサ・抵抗値）
　　　　　　　　角速度 [rad/sec] = ( 0.0067/A )×( AD入力電圧[V] - 1.35V ）
　　　　　　　　A = 1 + R3/R2
　　　　　　　　f1 = 1/( 2*π*C1*R1 )
　　　　　　　　f2 = ( 1 + R2/R3 )/[ 2*π*C2*R3*√{ 1 + 2*( R2/R3 ) - ( R2/R3 )^2 } ]
　　　　　　　　　　　R2<<R3 のとき f2 ≒ 1/( 2*π*C2*R3 )

この回路では、角速度がゼロのとき、OPアンプの出力電圧（ADの入力電圧）は ENC-03Rの1pin（Vref）に等しくなります。これは約 1.35V ですので、ADボードの測定電圧がら 1.35V差し引いて、感度/増幅率をかけたのが角速度になります。1.35Vは典型値なので、ジャイロを動かさない状態でのAD入力をあらかじめ測定して、その値を差し引くほうが正確です。OPアンプは電源電圧が10V以上で単電源動作するものならたいてい使えます。ここでは入手しやすいものを紹介しました。なお、この圧電ジャイロは左右の回転で若干感度が違うようです。

[1]　ENC-03Rデータシート　http://www.murata.co.jp/catalog/s42j.pdf
[2]　仕様は ±300 deg/secだが実際には ±1000 deg/sec近くまで動作する（2007年03月26日）　http://blog.livedoor.jp/robolabo/archives/2007-03.html
[3]　NJM2115データシート　http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedia.do?_mediaId=915
[4]　NJM2904データシート　http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedia.do?_mediaId=5939
[5]　LM358データシート　http://www.national.com/JPN/ds/LM/LM358.pdf
[6]　NJM2904価格　http://www.sengoku.co.jp/modules/sgk_cart/search.php?toku=%C8%BE%C6%B3%C2%CEOP%A4%A2%A4%F3%A4%D7&cond8=or&dai=&chu=&syo=&k3=0&pflg=n&list=2
[7] LM358価格　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-01012%22&s=score&p=1&r=1&page=

回答No.2

inara

これだけの情報だと選定しづらいので以下の情報を教えてください。
　・出力電圧範囲
　・最大出力電流（どういう負荷がつながるかの記載があればなお良）
　・入力インピーダンス
これが分かれば適切なOPアンプを選んで、その回路を書いて差し上げますが、作れますか？ハンダ付けもしたことなければキットもしくは完成品（あれば）を紹介しますが。

この種の質問は、以下のカテゴリーでされると多くの回答がつくと思います。
　　学問&教育 > 物理学
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補足

返信ありがとうございました。
圧電振動ジャイロ(ENC-03R)を使用しようと考えています。
ADボードのレンジが±10Vなので差動増幅回路で約45倍ほどに増幅したいのです。
そしてなおかつ低域遮断周波数 約0.3Hz、高域遮断周波数 約1kHz　となるようにフィルタを付けたいです。
簡単なハンダ付けならできるので回路を書いて下さるととても助かります。
よろしくお願い致します。

回答No.1

Nazogramer

オペアンプにローパス、ハイパスフィルターを付ければ、簡単に実現できます。
オペアンプの使い方は、書店で数多くの本を入手できますので参考にされると良いでしょう。
汎用的なオペアンプとしては「７４１シリーズ」やこれを２つパッケージした「４５５８シリーズ」などがあり、どこの部品店でも入手可能です。　メーカーが多少異なっても、ほとんど同一の性能ですので実験用などに向いています。　メーカーにより製品名称が多少異なりますが、数字の部分は全て同じです。
価格も1個100円程度ですので失敗しても交換が気軽におこなえます。

お礼

参考になりました。
メーカーが違っても同じような性能のものがあるんですね。
ありがとうございました。