オペアンプを使った非反転増幅回路で電圧を増幅させる方法とは?
- ArduinoからD/Aコンバータを使って出力した電圧2.4Vを3.4Vにするためにオペアンプを使いたいが、うまくいかない。
- 回路は添付した画像の通りになっており、オペアンプの正電源は外部のACアダプタから取っている。
- しかし、この回路で測定したVoutは2.6Vであり、2.4Vから約1.1倍しか増幅できていない。原因がわからないため、助けを求めている。
- ベストアンサー
オペアンプについて
閲覧ありがとうございます。 ArduinoからD/Aコンバータを使って出力した電圧2.4Vを3.4Vにするためにオペアンプを使って下記のサイトにある非反転増幅回路で電圧を増幅させたいのですが上手くいきません。 回路は添付した画像の通りになっています。 オペアンプの正電源は外部のACアダプタから取っています。 この回路でVoutをテスターを使って測定すると2.6Vでした。2.4Vから約1.1倍しか増幅していません。 原因が全くわかりません。どなたか教えていただけませんか? よろしくお願いいたします。 マイコン:Arduino Micro D/Aコンバータ:MCP4726搭載12ビットD/A変換モジュール オペアンプ:単電源高速オペアンプ AD817ANZ 参考にしたサイト http://www.picfun.com/partops.html
- OraOra-King
- お礼率27% (11/40)
- 電気設計
- 回答数5
- ありがとう数6
- みんなの回答 (5)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
直流増幅をするのか交流増幅をするのかが分からないので補足願います。 (1)増幅する電圧はどのような波形ですか? D/A変換されたのなら図のような普通の交流オーディオ波形と思うのですが、 入力電位の中点バイアスが無ければパルス状波形になって先端最大が5V近くでもテスターで測れる直流実効値は2.5V以下の可能性があるのでは? (2)補足でグランドを共通にしたら出力が0.6Vとありますが、 オペアンプのグランド基準の入力電圧が2.4Vだったのですか? 理論ではR1が24kΩでR2が10kΩなら、(24k+10k)/24k=1.42倍になるはず。 入力2.4Vが3.6V(1.42倍)になるはずが2.6V(1.1倍)しかならないのは変です。 秋月 AD817ANZ http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-13695/ の良くある質問 http://akizukidenshi.com/catalog/faq/goodsfaq.aspx?goods=I-13695 にあるような増幅度が1では使えないとも思えないのです。 電源が5Vだからと言ってもまだ余裕があると思います。 私なら電源電圧を上げてみるとか、10kや24kΩの定数を変えてみるとか、 反転増幅回路で試してみるとかで先走りするかもですが、 原因を追究するのが先決のように思います。
その他の回答 (4)
- lumiheart
- ベストアンサー率48% (1102/2295)
>今私はオペアンプの電源を外部の5VACアダプタを使って取っていますが、 折角、別電源にしてるんだから単独の回路テストするべきでしょうね ↓の左図のボリュームで適当に電圧を入力して 出力電圧は入力電電圧の1.42倍になる事を確認 何故そうしない? 単独回路テストでOKが確認できてからArduinoと接続する Arduinoと同一電源にしなかった理由は 恐らくArduinoを壊さない為ですよね? それはそれで正解です ヘタするとArduinoだけでなくパソコンまで故障しかねないし 本件程度の簡単な装置ではそこまで行かなくとも もっと複雑な装置ではそうなる可能性は少なくない 単独回路テストするのはプラントエンジニアリングの定石です 単独回路テストしてOKが出てから相互接続できる 単独回路テストしないで相互接続するのは自殺行為でもある 本物の石油化学プラントとかだと些細なミスで数百万円がすぐ吹っ飛ぶ
- by_plus
- ベストアンサー率29% (19/65)
難しい事は置いといて 取り敢えず動かしたいのでしょうから まず、オペアンプの中を信号が通過するか確認しましょう。 方法は、 1.R1を外し、R2はそのまま 2.Arduinoから AD817ANZまでのGNDは全て共通にしておく 別電源のばあい回路にならない(初心者の方で良く忘れる) 3.これでD/Aコンバータの出力を変化させ その値がそのまま同電圧でAD817ANZの出力に現れるか確認する。 (参考回路:AD817ANZデータシート図21.クローズ・ループ・ゲインと・・・) 配線などに問題があれば上記は上手く動かない。 たぶんここで引っかかるので回路・配線を良く確認する。 OKならオペアンプ内を信号が通過できているので 再度R1を取付ると動くはず
補足
回答ありがとうございます。 「別電源の場合回路にならない」というのは、今私はオペアンプの電源を外部の5VACアダプタを使って取っていますが、Arduinoから電源を取らないといけないということでしょうか?
- yone_shige
- ベストアンサー率38% (8/21)
私も2番目の回答の方に近い内容になりますが、理屈に合わないのは何かが変だからですね。 まー10mV程度なら抵抗のばらつきとか、測定器の影響もありそうですが。 さて、順序だてて確認しましょう。 入力の2.4VはDA出力の理論値ですか?それとも実測値ですか? 信号は直流ですか?交流ですか?直流に交流が乗った信号であればDC電圧計で確認するのは無謀というものです。 その辺の情報がもう少しないと、なんとも言えないところです。
補足
回答ありがとうございます。 2.4Vは実測値になります。 直流信号と交流信号について勉強してきます。
- by_plus
- ベストアンサー率29% (19/65)
GNDは共通ですか?
お礼
共通にしたら今度は下がって0.6Vになりました...。
補足
回答ありがとうございます。 負電源と-差動入力のところでしょうか? それなら共通ではないですね。
関連するQ&A
- オペアンプのオフセット電圧の考え方について質問です。
オペアンプのオフセット電圧の考え方について質問です。 図の反転増幅回路で、 入力がないときに、出力がVoutだったとします。 このとき、(V-)と(V+)間のオフセット電圧Vosは、 Vos=(V+)-(V-) = Vout/A です。 (Aはオペアンプの裸利得) いまV+は接地されているので、 (V-) =-Vout/A となるはずです。 しかし、いま、この回路は反転増幅回路であるので、 Vout = -Rf/Rin * (V-) = Rf/(Rin*A) * Vout となり、Rf/(Rin*A) =1 という式が導出され、 おかしなことになります。 考え方のどこが間違っているのでしょうか?
- ベストアンサー
- 物理学
- オペアンプの種類の中の1つ?
こんばんは。 オペアンプの入出力関係でこまっています。 積分回路はVout=-1/CR ∫ Vin dtで、 微分回路はVout=-CR d/dt Vinで、 作動増幅回路はVout=R2/R1(V2-V1)というのまでは分かるのですが、下記の回路の入出力関係が分からないので教えてください。調べまくったのですが、どうしても分かりませんでした。 ――――∥―――― | C | | |\ | V1――R1―――|-\ | | >――――――Vout V2――R1―――|+/ | |/ R2 | | GND 積分回路と作動増幅回路を合体させた様なやつです。 V1とV2とVoutとR1とR1とR2とCです。
- ベストアンサー
- その他(学問・教育)
- オペアンプを用いたオーディオ信号処理について
電子工作初学者です. こちらのページを参考にArduinoへオーティオ信号を入力しようとしています. http://www.instructables.com/id/Arduino-Audio-In … オペアンプを用いることでマイナス電圧をオフセットさせArduinoのADCで処理しようとしています. サイトを参考に回路を作成し,添付画像のように組み立てました. 赤字A-B間の電圧をオシロスコープで観察した結果およそ2V程度の波形が出ていました. 同様の条件で,C-D間を観察すると2mVと非常に微弱な電圧となってしまいました. 参考サイトのほうでは(おそらくADCで取り込んだ後ArduinoからPWM出力)オーディオ信号とADCの入力電圧が同じ2Vで扱えるかのように紹介されています. 回路に何か間違いがあるのでしょうか? また,オペアンプのVCC+とVCC-用に9Vの電圧が二つ使用されていますが,一つの電源から分岐して接続してはだめなのでしょうか?
- 締切済み
- その他([技術者向] コンピューター)
- オペアンプの非反転増幅回路について
オペアンプの非反転増幅回路を用いて0.56V程度の電圧を90倍して5Vの電圧を得られる回路を作りたいと考えています。オペアンプの電源にはレールスプリッタICのTLE2426で作った+-0,75Vの電圧を加え、90倍できるように抵抗の値を決め作ってみたのですが、+0.56Vでは90倍の出力は得られず、逆に-0.56Vの入力では90倍以上増幅されてしまいます。 このようなことが起こる原因としてどのようなことが考えられますでしょうか。 回答の程よろしくお願い致します。
- 締切済み
- 電気・電子工学
- オペアンプの役割について
オペアンプの非反転増幅回路を用いて、0V~5Vの入力アナログ信号を上限電圧4.5Vと下限電圧0.5Vの出力電圧を得るためには、どのように考えればよいのですか?入力でいきなり6Vのアナログ信号が入ってきた場合に、上限電圧4.5Vの安定した出力を得るためには、非反転増幅回路を用いてどのように回路を構成すればよいかを教えてください。今大変困っていますので、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- その他(学問・教育)
- オペアンプの飽和について困っています
オペアンプの飽和について質問させて下さい。 直流のみの信号で差動増幅約1000倍で回路を組んでいます。 電源電圧は単電源で+12Vです。石はHA17358(ルネサス)です。 是非教えて頂きたいのは、飽和したままオペアンプを使っていてはいけないのでしょうか? 入力が低くなったときにうしろのコンパレータで比較するので、高い入力のときは 正直飽和のぎりぎりです。 色々調べるとリミッタ回路というのがあるのですが、あまりスペースがありません。 もしリミッタが必ず必要ならば簡単なやり方があれば教えてください。 よろしくお願い致します。
- ベストアンサー
- 科学
- 電圧信号を増幅(但し、オペアンプは使わない)
例えば、0.8Vの直流電圧信号を二倍の1.6Vに増幅するような回路系を探しています。 但し、オペアンプは使わずにお願いします。何かないでしょうか? オペアンプなしで、キャパシタとMOSFETスイッチで構成されるような回路系がいいのですが。 スイッチトキャパシタ回路(?)というのでしょうか、そのような回路系がいいです。
- 締切済み
- 物理学
補足
回答ありがとうございます。 大変参考になります。 早速調査してみます!