オペアンプを使った中継基板の入出力保護

質問

今DC-10～+10Vまでのアナログ信号を
入力して2倍して±20V出力する中継基板を自作しています。
・入力する信号の変化は-10⇒+10V（逆も）1秒くらい
・出力側のインピーダンスはかなり高い
・オペアンプにOPA445(Burr-Brown)
・DC±24V電源供給
・非反転増幅で10kΩを2つ使用して2倍に増幅
しています。
そこまではいろいろ調べて、実際に実験（無負荷ですが）して
動いたのですが、間に入る基板の為、

(1)入力コネクタが未接続の時は+端子がハイインピーダンスになる
(2)入力信号が誤って電源電圧を超える
(3)出力コネクタのピンが接触するとショートする

等からオペアンプを保護する為に抵抗？を付けなければならない
のだと思うのですが、選定方法がいまいち分かりません。
今までは基板を使う側だったのであまり気にしていなかったのですが
どのように選定するものなのでしょうか？

あと保護する項目は上記の(1)～(3)以外にもにあるのでしょうか？

回答No.2

ken3173

No.1です。
すいません、嘘書きました。。

>・またオペアンプの入力インピーダンスに対して十分小さいこと

・・・に対して十分小さいこと⇒十分大きいこと。
この１行は無視してください。
検証もせずに感覚だけで書くとダメですね(^^;

お礼

お礼が遅くなって済みませんでした。
回答ありがとうございました。
(1)対策に　＋入力端子とGND間に1MΩ取り付け
(2)対策は　電源電圧がここが一番高いので今回は未対策
(3)対策に　出力端子と出力コネクタ間に100Ω取り付け
実際動かすのはまだ先なんですが上記で考えてます。

あと質問した日のネットの状態が良くなかった為
QNo.3526088にもほとんど同じ質問をしてしまっていました。
申し訳ありませんでした。
こちらにも別な方からの回答も来ていますので
見ていただければと思います。
http://oshiete.eibi.co.jp/qa3526088.html

回答No.1

ken3173

前段の出力インピーダンスとか後段の入力インピーダンスと比較して
抵抗値を選定する必要がありますが、このあたりはどの程度の精度
（誤差）まで許容できるかによると思います。

（１）前段（入力コネクタの前）の出力インピーダンスがどのくらい
高いか分かりませんが、数ｋΩ以下であれば、１ＭΩ～１０ＭΩくらいの
抵抗を介してグランドに落として＋入力端子の電位を確定させておくと
安心な気がしますね。
抵抗値は
・前段の出力インピーダンスに対して十分大きいこと
・またオペアンプの入力インピーダンスに対して十分小さいこと
これらが満たされている必要があります。
満たされていない場合抵抗で分圧されて電圧降下してしまいます。
例えば出力インピーダンス１ｋΩ、抵抗１ＭΩであれば０．１％電圧が
降下します。抵抗１ＭΩ、入力インピーダンス１ＧΩであれば、さらに
０．１％電圧が降下すると思います。

（２）参考ＵＲＬのようにダイオードでクランプするとよいようです。
それでも不安でしたら、小さめの抵抗（数十Ωとか？）を介して＋入力
端子に入力してみてはいかがでしょうか。

（３）これは後段（出力コネクタ以降）の入力インピーダンスにより
ますが、小さめの抵抗（１００Ωくらい？）を介して出力コネクタに
接続してみてはいかがでしょうか？
抵抗値は
・後段の入力インピーダンスより十分小さいこと
・オペアンプの最大出力電流が決まっていると思いますが、
（電源電圧）／（抵抗値）が最大出力電流を超えないような抵抗値。

上記いずれにしても、保護レベルと誤差はトレードオフになります
のでいろいろいじって検討されてみてください。

参考URL：

http://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame2/fordiode.html