- 締切済み
- すぐに回答を!
オペアンプの非反転増幅回路
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
みんなの回答
- 回答No.2
- inara1
- ベストアンサー率78% (652/834)
「電圧増幅率Avの誤差を0.1以下とする」の意味が、実際の利得 ≧ 9.9 ということであれば、式(3)の Vout/Vin が9.9以上ということなので ( 1 + R2/R1 )/{ 1+ ( 1 + R2/R1 )/Ao } ≧ 9.9 を満たす Ao の範囲を求めることになります( R2/R1 = 9として)。
- 回答No.1
- inara1
- ベストアンサー率78% (652/834)
途中まで計算します。 オペアンプを使った非反転増幅回路は以下のようなものです。 │\ Vin ───┤+ \ | >─┬─ Vout V1→┌┤- / │ ││/ │ ├── R2 ─┘ R1 GND ─┴─────── GND 理想でないオペアンプの出力電圧は、非反転入力(+)と反転入力(-)の電圧差を Ao倍(Aoは有限)したものになります。 つまり、非反転入力端子の電圧を Vin、反転入力端子の電圧を V1、出力電圧を Vout としたとき Vout = Ao*( Vin - V1 ) --- (1) で表わされます。Ao はオペアンプのオープンループ利得(理想オペアンプでは無限大)です。V1 の電圧は、出力電圧 Vout を抵抗 R1 と R2 で分圧したものなので V1 = R1/( R1 + R2 )*Vout --- (2) になります。式(2)を式(1)に代入して整理すると Vout/Vin = ( 1 + R2/R1 )/{ 1+ ( 1 + R2/R1 )/Ao } --- (3) となります。これが理想でないオペアンプの電圧利得です。 理想オペアンプの電圧利得Av は、式(3)のAoを無限大にしたものですから Av = 1 + R2/R1 --- (4) です。 Av = 10 (20dB) にするには R2/R1 = 9 とすればいいことになります。 実際には Ao は無限大ではないので、式(3)で R2/R1 = 9 としても、Vout/Vin は10未満です。理想利得 Av と実際の利得 Vout/Vin の相対誤差は 相対誤差 = ( Vout/Vin - Av )/Av --- (5) ですから、式(3), (4)を式(5)に代入すれば 相対誤差 = [ ( 1 + R2/R1 )/{ 1+ ( 1 + R2/R1 )/Ao } - 1 - R2/R1 ]/( 1 + R2/R1 ) --- (6) となります。ご質問の答えは、式(6)で R2/R1 = 9 としたときに、相対誤差が -0.1より大きくなる(ゼロのほうに近くなる)ような Ao の範囲を計算するということです。Aoが有限だと相対誤差は必ず負の値になるので、質問文にある「電圧増幅率AVの誤差を0.1以下とする」の意味は、相対誤差の大きさを0.1未満にするということだと思います。
関連するQ&A
- オペアンプを利用した反転増幅回路について。
オペアンプを使った反転増幅回路で、周波数を高くしていくと電圧増幅率Gは減衰していきました。その理由は、オペアンプ自身の利得が高周波域で低下するから、オペアンプそのものに周波数特性があるので高周波域では増幅できない。という考えでいいのでしょうか?
- 締切済み
- 物理学
- オペアンプの反転増幅回路の増幅の仕組み
http://www.natural-science.or.jp/activities/research/electricalCircuit/1-1.gif 上のサイトに載っているような、オペアンプの反転増幅回路について調べています。 この回路だとオペアンプには電流が流れずに、電圧が増幅されるということですが 電圧はどのような経緯(流れ?)で増幅されるのでしょうか? 電流も電圧も全て抵抗R0にかかるのであれば、オペアンプがなくても増幅が可能ということになると思うのですが オペアンプを無くして、回路を短絡させたままではいけないのでしょうか? 困っています。教えてください。よろしくお願いします。
- 締切済み
- 科学
- オペアンプの反転増幅回路の増幅の仕組み
http://www.natural-science.or.jp/activities/research/electricalCircuit/1-1.gif 上のサイトに載っているような、オペアンプの反転増幅回路について調べています。 この回路だとオペアンプには電流が流れずに、電圧が増幅されるということですが 電圧はどのような経緯(流れ?)で増幅されるのでしょうか? 電流も電圧も全て抵抗R0にかかるのであれば、オペアンプがなくても増幅が可能ということになると思うのですが オペアンプを無くして、回路を短絡させたままではいけないのでしょうか? 困っています。教えてください。よろしくお願いします。
- 締切済み
- 科学
- オペアンプ(反転増幅回路)
反転増幅回路で、それぞれ10kΩ、40kΩの抵抗を接続し増幅率4倍の回路を作りました。 回路に電圧を大きくしながらかけていったのですが、小さい電圧ではきちんと4倍の出力が得られたのですが、電圧が大きくなっていくとあまり増幅されなくなってしまいました。 これは、どういう理由からなのでしょうか?
- ベストアンサー
- 物理学
- 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
- オペアンプの非反転増幅について
オペアンプ初心者です。 電流を計測したく0.01Ωの抵抗にかかる電圧をオペアンプで増幅してPICマイコンでAD変換(10bit)して計測する回路を作っているのですが、オペアンプの増幅がうまくいきませんので質問させてください。 オペアンプはLM358N 電源は5V 非反転増幅回路は抵抗2本のみの基本的なものです。 非反転増幅(100KΩ/430Ω+1)で233倍位で実際にテスターで計ってみたのですが233倍位にはならず1000倍?位になってしまいました・・・100KΩ/10kΩ+1の11倍で試したところ正しく増幅されたので回路はあっていると思うのですが・・・ 100KΩ 5kΩの組み合わせでも21倍でなく100倍位になってしまいました・・・ オペアンプの増幅率の限界とかはあるのでしょうか? 抵抗値は1k~100kくらいを使うとネット上で見かけたのですが、抵抗値が良くないのでしょうか?・・・何個か試したのですが、R1とR2の抵抗値の差がある(倍率が大きい)とうまくいかず・・・ 測定電圧がかなり小さいため出来れば200倍位にしたいのですが、どのようにすれば可能でしょうか? また、無理な場合は何倍までなら可能なのでしょうか?その際使用するおすすめの抵抗値を教えてください。 以上よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 科学
- 非反転増幅回路の特性
OPアンプを用いて、非反転増幅回路(5倍)をつくり、実験をしたら、次のような結果が得られました。 電圧に対する特性:電圧を上げていくと増幅率が下がる。 周波数に対する特性:周波数を上げていくと、20kHzぐらいから入力電圧と出力電圧の波に位相のずれが生じ始め、50kHzぐらいから増幅率が下がり始めた。 この結果から、高電圧、高周波数範囲では増幅器としての役割を果たさないということは解りましたが、なぜそうなるのかというところが解りません。わかるかた、どうか教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- オペアンプの反転増幅回路について
オペアンプの反転増幅回路について 画像にある抵抗RLって増幅度とどのような関係があるんでしょうか??R1、R2は増幅度をあらわす式で用いられているので関係あるのはわかるんですが・・・
- ベストアンサー
- 科学
- オペアンプの反転増幅回路について
オペアンプの反転増幅回路について 画像にある抵抗RLって増幅度とどのような関係があるんでしょうか??R1、R2は増幅度をあらわす式で用いられているので関係あるのはわかるんですが・・・
- ベストアンサー
- 科学