OPアンプの出力につないだLED

質問

こんにちは。
OPアンプの出力にLEDをつなぎ、
音に反応させて、点滅させようと
思っています。
まったくの初心者ですが、本をみながら、
考えて、部品を変えたりして、以下の
回路で偶然動くようになりました。
http://wilber.accela.jp/myimg/kairo.GIF
（9Vの電源を分圧して単電源で
動かしています）。

そこそこうまく動くのですが、
ある程度時間がたつと、LEDが
反応しなくなります。
（電源の配線をはずしたりすると、
また、正常に戻ります）。

OPアンプは電圧を増幅するので、
単純に出力にLEDをつなげば、
電圧が順方向で+４V位に達したときに
点灯するはず、と思い、
作り始めたものです。
はじめは、一段でも可能と思いましたが、
LEDは暗く、１Mの抵抗をはずしたり、
大きなものにすると、
一切点灯しなくなってしまったので、
（理由分かりませんが）、２段に
したものです。

本当、初心者ですが、
なにかアドバイスありましたら、
よろしくお願いします。

回答No.1

ruto · ベストアンサー

0.1μFのコンデンサが充電状態になるからだと思います。
そこでコンデンサの２次側に向かってダイオードを電源Cから繋げば良いように思います。（電源C→コンデンサ２次側に矢印方向にダイオードを入れる）

お礼

回答ありがとうございます。
厳しい意見が多いですが、
端的で、分かりやすかったです。
rutoさんの意見をさんこうにして、
コンデンサを放電させると、
復活するのがわかりました。
ダイオードを逆向きにB点から
つなぐと、とまることが、
なくなりました。
とりあえず動けばよかったので、
安心です。
どうもありがとうございました。

回答No.5

walkingdic

補足読みました。
で、修正するとなると沢山の話があるのですけど、それはともかく今回回路動作が不安定な最大の原因は二段目のオペアンプのコンデンサーにつながっている入力端子の電位が不安定なのが原因なので、それは他の人のご指摘もあるように、１００ｋΩ程度の抵抗を入力端子とＢ点、でつなげは緩和するものと思います。

ただ、今度はコンパレータ動作点が変わってしまうことが懸念されるので（なにせ初めに述べたように微妙なバランスでなりたっている）、その抵抗の抵抗値なり、接続点を色々変えてみる、あるいは他の部分も変更が必要になるかもしれません。

最後にＬＥＤの制限抵抗は１００Ω程度をＬＥＤと直列に接続下さい。

ＬＭ３５８は１０～２０ｍＡ程度は流しても問題ないし、単電源用オペアンプなのでとりあえずはそれで素子が破壊することはないものと思います。
なお、ＬＥＤは必ずグラウンドとして用意したＢ点ではなく－側になるＣ点との接続にして下さい。（出ないとまともに動かずＬＥＤを壊す危険がある）

ご質問者のやりたいことは、多分レベルインジケータの１個バージョンになると思いますが、本来はこれはコンパレータ回路を作り、更にＬＥＤの視認性を良くするために、消灯の時定数を長めにするのがよいのですが、文章だけでご質問者の回路からそういう回路への変更を書くのは至難の業なので、ご容赦下さい。

回答No.4

isoworld

電気電子工学が専門で、ＮＨＫ出版からＯＰアンプ回路の書籍も出しているオーディオとエレクトロニクス大好き人間です。

　電子回路設計の基本的な部分について、次の確認が必要です。
（１）ＯＰアンプは単電源（＋電源だけ）で動作するタイプでしょうか。±の電源で動作するタイプでは、この用途には使えません。以下は単電源のＯＰアンプを使っている前提での話です。
（２）２段めのＯＰアンプは、０．１μＦのコンデンサからの入力端子（－入力ですよね？）には直流的にはオープンになっており、直流バイアスが不定です。これでは安定動作しません。ＯＰアンプの特性が不明ですが、抵抗（たとえば１００ｋΩ）を通してＢ端子につなぐか、１段めのＯＰアンプのように、フィードバック抵抗を付けることが欠かせません。できればフィードバック抵抗を付けて正常な動作をさせてください。適正なフィードバックがないと、ＯＰアンプが飽和し、場合によっては－入力が損傷することもあります。
（３）ＯＰアンプの出力に直接ＬＥＤをつないではいけません。電流制限抵抗を付けるか、ＯＰアンプの許容最大出力電流を超えないように、かつＬＥＤの許容電流も超えないように、何らかの手立てを講ずることが必要です。
（４）これではＬＥＤには逆電圧がかかるケースもあり、その電圧にもよりますが、ＬＥＤに逆電圧がかかるとＬＥＤを破損するか寿命を縮めます。

回答No.3

toy-ut

電気回路の基本が出来ていないので、これで動いているというあなたの言っていることが正しいとすると、動作させるためには（点滅させるためには）、正しいハイパスフィルタ（HPF）とオフセット調整が要ると思います。

先ず、最初の入力回路は、このCRのHPFではバイアスが乗ってしまいますので、初段の１００倍増幅で飽和してしまうと、点滅がなくなってしまうと思います。

あなたの言っていることが正しいとすると、初段での増幅率は下げ、1MΩは10KΩ程度にして、中間の0.1uFの手前に10KΩをGNDに落とし、0.1uFのあとに10KΩを入れ、2段目の増幅の負帰還に1Mを入れたらどうでしょう。

CRのフィルタ回路の作り方がよくないので、初心者であれば、先ずは基本を大切に反転増幅回路の基本回路をよく見た方が良いですね。

お礼

回答ありがとうございます。
No1の人の意見を参考に
B点に逆向きにダイオードを
いれたら、とまることも
なくなりました（コンデンサの
放電関係だったかなと思います）。
無論勉強不足は、分かっています。
バイアスが乗ってしまう、というのは、
考えたこともありませんでしたが、
ここをやってみたいと思います。

回答No.2

walkingdic

ちょっとなかなかすごい回路ですね。。。。
この回路を見て動くのか？？？と普通は思います。

いくつか確認事項があります。

発光ダイオードの種類：白色ですか？順降下電圧はいくつとなっていますか。
　　　　　　　　　　　どの程度の電流を流せる仕様ですか？
電源：９Ｖの００６Ｐ電池ですか？
オペアンプ：具体的に何を使っていますか？

で、まずおかしい部分を列挙すると、

・電源の分圧抵抗
　これだと４．５Ｖなのは消費電流が０ｍＡのときだけです。
　消費電流が９／１Ｋ＝９ｍＡになるとＢ点の電圧は０Ｖになります。

通常オペアンプの耐電圧は結構高いので、これであれば、そのまま９Ｖかけてください。

・ＬＥＤに電流制限抵抗がない
・オペアンプの出力でそのままドライブできるのか？
　（オペアンプの仕様による）

・検波、積分回路が必要では？

などです。
全面的に変更が必要です。

お礼

回答ありがとうございます。
偶然かもしれませんが、
ほとんど確実に動いています。
（連続した音声信号で、
とまってしまいます）。
電池は普通の電池で、1.5V*4で
6Vでした。
9Vだと、明るさが変わるだけで
点滅しません。
白色は3.2Vとあります。
分圧は、単電源のときは、
このようにする、と本に
書いてあったとおりに
しています。
OPアンプは、LM358Nです。
（デュアルOPアンプ）。