利得1000倍のアンプの設計

質問

ある実験用のアンプの設計を行うことになりました。
しかし、電子回路についてはあまり詳しくなく苦戦しております。
よろしければ皆様のお力をお貸し下さい。

*使用目的
測定対象からの散乱光を受光回路（PD+抵抗100Ωで構成）で電圧変し、
その電圧をアンプで増幅しようとしています。
アンプの出力はオシロスコープで観測します。

*入力信号
実際に測定してみると5mVでした。
実際に測定したいのはそのうちの交流成分のみです。（1mVp-p程度）
つまり交流結合を行いたいと考えています。

*利得
1000倍です。

*周波数帯域
～200kHzです。

*部品
OPアンプ（NS製LM6361）を使用予定です。

ひとまずOPアンプで利得10倍の反転増幅回路を3段直列にした
回路を設計したのですが周波数帯域に問題があり、
信号にノイズがのってしまいました。

上記の仕様でアンプを設計する場合、
皆様でしたらどのような回路を設計しますでしょうか？

回答No.4

ketchan7

#3です。
>今回のような10倍の3段構成と100倍と10倍の2段構成では
どっちがよいと思われますか？
当方なら、通常は回路がシンプルになるようにしますので、アンプは２段構成でやってみます。

回答No.3

ketchan7

電源のスイッチングノイズがGNDに乗ってませんか？
通常、高利得アンプの場合はパスコンだけでは不十分です。
音声回路でもデジタルノイズやスイッチングノイズの低減のため、フェライトビーズを使ってます。

＋B -------------
　　　　□
GND --■---------
　　　　□
－B -------------
GNDにフェライトビーズ(上の図では■)を入れ、その出力側(回路側)に両電源との間に100uFくらいの電解コンデンサ（□）を入れると効果的です。
直径３～５mmで長さ５mmくらいの周波数によるインピーダンスの違うものを数種類用意して実験されてはどうでしょうか。

お礼

ketchan7さん
貴重な情報ありがとうございます！
たしかに電源をオシロスコープで見てみるとノイズが
スイッチングノイズが乗っていました。
すぐにフェライトビーズを使ってみます。

ちなみに回路構成ですが
今回のような10倍の3段構成と100倍と10倍の2段構成では
どっちがよいと思われますか？

回答No.2

netring

ここで全てを説明する事は難しいですね。
実用回路を何度も設計されていれば話が早いですが、失礼ですがあまり経験がない様に思います。
実験と言う事でしょうから、その経路をオシロスコープで信号の状態を見れば信号とノイズは区別ができると思います。
オペアンプのハイインピーダンス部分ではオシロスコープを接続しただけでノイズが乗る事が有ります。
何か回路は参考にされていますか？ローカットとはハイカット周波数は一応計算して下さい。
参考書をお持ちでなければ、下記の書籍などを参考にして下さい。
私はこれの初版を持っていますが、最新版でもあまり変わらないのではないかと思います。

http://www.tdupress.jp/index.html

お礼

netringさん

ご紹介ありがとうございます。
さっそく調べてみます。

回答No.1

netring

先ず低周波数側が不明です。
このままだと直流アンプで設計する様では無いでしょうか？
信号に乗るノイズはどんなノイズでしょうか。
電源ノイズやその他も有ると思いますが、高周波域は負帰還がかかっていますか？
どんな回路か分かりませんが、ノイズを特定し抑え込まなければなりません。侵入経路が信号ラインならどんなノイズ対策をされましたか？

お礼

netringさん
回答ありがとうございます。

>>先ず低周波数側が不明です。
失礼しました。
大体、10～2kHz程度を目標に設計しています。

>>信号に乗るノイズはどんなノイズでしょうか。
私自身の勉強不足な点もあり原因がよくわかりません。
申し訳ないです。

>>高周波域は負帰還がかかっていますか？
すいません。勉強不足です。
これはどういった意味でしょうか？

>>侵入経路が信号ラインならどんなノイズ対策をされましたか？
反転増幅回路の抵抗に発振防止としてコンデンサ2pF
を並列に接続しています。
また、電源端子にはパスコンを接続しております。