オペアンプのDC出力をDC０V～１０Vかさ上げ

質問

DCの信号をオペアンプで増幅して出てきた出力信号を、可変電圧DC０V～１０Vかさ上げしたいのですがどのようにしたらよいですか？

かさ上げしたい電圧が１０Vだとすると、OPアンプの出力が１Vの場合、最終的な出力電圧は１１V。
また、OPアンプの出力がー２Vの場合は、最終的な出力は８V。

のようなかんじです。

よろしくお願いします。

回答No.7

PYN_pyn

OPAを何使うにによりますが非反転増幅なら画像のような回路が使えると思います。
この回路ではダイオードのVfぶん（例えば0.7V）かさ増しされると思います（実際に回路を組んだわけではないので、問題が起こる場合があるかもです）。
ある程度正確な電圧でかさ上げしたい/かさ上げ分を可変にしたいという場合に、ツェナーダイオード（シャントレギュレータも使えるかも）を使った回路も考えてみました（こちらも実験はしてないので、実際に使う場合はそちらで検証お願いします）。この場合、０Vからツェナー電圧までの幅でかさ上げできます。コンデンサでかさ上げ分の安定した電圧を確保しているので、ある程度大きくないと出力が乱れると思われます(使用する抵抗/可変抵抗が数10-100ｋΩであれば100-2000μFあれば十分でしょう)。こちらの回路の場合、コンデンサの両端に掛かる電圧分かさ上げされて出力されると思います。ただし、(かさ上げされたあとの出力電圧)-(ツェナー電圧)が、-電圧(あるいはGND)より低い場合は、より低い-電圧を供給する必要があるかもしれません。
とりあえず、既存のOPAの出力に、かさ増し回路を付加した１倍アンプを繋げばなんとかなると思います。

回答No.6

inara1

かさ上げ電圧を連続的に変えるのなら、添付図のように、R5 と R6 のところを可変抵抗（VR）で置き換えるといです。このようにすると、かさ上げ電圧を 0V から 電源電圧(Vcc)-1V の範囲で連続的に変えることができます。Vin が交流であっても 500kHz くらいまでは動作します。

回答No.5

inara1

かさ上げする電圧の式を間違えました。
画像を添付し直します。

お礼

回路図までつけていただきありがとうございます。
参考にさせていただきます。

回答No.4

inara1

10Vかさ上げする回路を添付します。
オペアンプの入力（Vin）が 1V のときオペアンプの出力（Vout）は 11V、Vin = -2V のとき Vout = 8V になります（添付図のグラフは回路シミュレータによる結果）。

かさ上げの電圧は、電源電圧（Vcc）を R5 と R6 の分圧回路で作っているので、R6 の抵抗を変えれば、かさ上げ電圧を変えることができます。

この回路は、「Vin + かさ上げ電圧」が 0V から「電源電圧 - 1V」の範囲で動作します。

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回答No.3

se223

反転増幅でしょうか？非反転増幅でしょうか？
反転増幅なら、マイナスの入力に電圧を抵抗を通して加えます。その場合出力の電圧は帰還抵抗と電圧を加えた入力抵抗の比率になります。但し、反転しますのでマイナスを加えるとプラス側に動きます。
また、プラスピンに直接電圧を加えれば出力はその印加電圧で平行移動します。

非反転増幅の場合、マイナスに加えるなら最初の方法で可能です。プラスに加えるのなら抵抗を介して電圧を加え、さらに抵抗を介して信号を同じプラスに加えることも可能です出力は動きますが、初心者の方であれば思ったとおりの出力電圧にならないかもしれません。
あと、オペアンプの電源電圧までは出力はでませんので。

お礼

非反転増幅です。アドバイスを参考にさせていただきます。

回答No.2

P0O9I

加算回路を組めばよいだけ。

お礼

アドバイスありがとうございました

回答No.1

sailor

入力す信号煮たいしてバイアス与えたということですよね。最も簡単なのはカップリングコンデンサーを挟んで必要な電圧を供給してやることですが、この方法はオペアンプの出力が非常に低い周波数である場合や周波数の範囲が有る程度異常広い範囲である場合は誤差が多くなるなどの理由で使えませんね。実際に扱う周波数はどの低でしょうか？それによって回路の構成が顔となります。

補足

さっそくありがとうございます。
OPAからの出力は一度ある電圧を出力するとそのままをしばらく保ち、OPAの入力が変わったら出力が変化し、一定を保つ、というような回路です。
ですので、周波数でみると１Hz以下（こう表現していいのかわかりませんが）です。
ですのでカップリングコンデンサーは難しいと考えています。