オペアンプの出力がVccに振り切ってしまいます

質問

http://www.geocities.jp/dgb_studio/circuit/3bandEQ.png
この回路を4580DDを用いて作りました。
電圧は32Vです。

ですが、InputをGNDに落とした状態で、なぜか入力側(一番左)のオペアンプの出力が32Vに振り切れてしまっています。
単電源動作のため1/2Vcc持ち上げているので、一番左のオペアンプの出力は約16Vになるはずです。

なぜ振り切ってしまうのでしょうか。
ご教授お願いします。

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

回路図は問題ないと思います。
4588は出力フルスイングでないので、出力がVccに張り付くというのは、30V付近になるという意味ですね？

オペアンプは発振していませんね？オペアンプの出力をテスター（DC電圧）で見てもはっきりしないので、オシロスコープで波形を見るか、テスターのAC電圧モードで見て0.01V以内であることを確認してください。

もし、上の確認で問題なければ、入力（INPUT）がオープン（何もつながない）状態でもオペアンプの出力がVccに張り付くか見てください。もし、入力をGNDにつないだときだけそうなるのなら、入力と入力（INPUT）とオペアンプの非反転入力（3pin）との間の0.1μFのコンデンサのリーク（あるいはショート）が考えられます。

もし、入力電圧によらずオペアンプの出力がVccに張り付くのであれば以下の原因が考えられます。
(1)　オペアンプの非反転入力（3pin）と反転入力（2pin）を間違えて配線している
(2)　500kΩが浮いている
(3)　4.7kΩの下側のコンデンサがショートしている、あるいは4.7kΩの下側がGNDに接触している、または、反転入力（2pin）がGNDに接触している

原因を探るために以下の確認を行ってみてください。
(1)　非反転入力（3pin）と反転入力（2pin）を間違えてないか確認する
(2)　(1)が問題なければ、非反転入力（3pin）と反転入力（2pin）の電圧をGND基準で測定する。どちらも16V付近で、それらの差が0.01V以内であれば問題ないです。
(3)　(2)の測定で3piｎ電圧が16Vからかけ離れているか不安定な場合は、500kΩが浮いている可能性があります。500kΩの下側が16Vでそうなるのであれば500kΩの上側が浮いているのが原因です。500kΩの下側が16Vからかけ離れている場合は、分圧抵抗の部分の配線ミスか、あるいは500kΩの下側が分圧抵抗とつながっていないのが原因だと思います。

(2)の測定で2pinの電圧が16Vよりかなり低い場合は、4.7kΩの下側のコンデンサがショートしている、あるいは4.7kΩの下側がGNDに接触している可能性があります。

お礼

＞あるいは4.7kΩの下側がGNDに接触している
これです。
両電源を用いた基本的な回路だとこのコンデンサはないですし、数値も書いてないのでまぁいいかと思って付けませんでした…。
素人が変なことしたのが間違えでした。

さらに言うと、数値の書いてない左端と右端の抵抗・コンデンサもつけてません。。。
右端の470Ωの抵抗もつけていません。

http://www.geocities.jp/dgb_studio/efector.htm
こちらがその回路図が載っているサイトで、エンファシス・ディファシスは自分で好きなようにしろと書いてあるのですが、その計算方法や原理は調べても出てこず、よくわからないまま製作した次第でした。

4.7kΩの下側のコンデンサはどのくらいの値のものを使えば良いのでしょうか。
0.1μFや0.01μF程度で大丈夫でしょうか。

ご教授お願いできれば幸いです。

回答No.4

inara1

ANo.2です。
元の回路図通りに、4.7kΩ → コンデンサ → GND とした場合、コンデンサの容量が変わると周波数特性がどうなるかを、回路シミュレータで見てみました（最初のオペアンプ回路だけ）。

周波数特性が平坦な部分での利得（15dB）から3dB落ちる周波数が低域のカットオフ周波数ですが、コンデンサの容量が3.3μFのとき10Hzなので、オーディオ帯域（20Hz～20kHz）の信号を扱うのであれば、3.3μFでいいと思います。

お礼

先ほど10μFのコンデンサを入れて修正したところ、無事に動作しました！

親切にご教授していただきまして、本当にありがとうございました。

回答No.3

inara1

ANo.2です。
回路図通りにしなかったわけですね。

4.7kΩの下側のコンデンサをなくすことはできます。添付図のように、4.7kΩ（R5）をコンデンサを介してGNDに落とすのでなく、直接、基準電圧（Vref）に接続すれば、非反転入力も反転入力もVref（16V）が動作点（入力がないときの電圧）になるのでコンデンサがなくてもちゃんと動作します。

ただし、このようにすると、オペアンプの入力オフセット電圧も増幅されてしまいますが、後段の回路の直流利得は1で、なおかつ、その出力はコンデンサで直流カットされているので問題ありません。

もし、元の回路図通りに4.7kΩの下側にコンデンサを入れるのなら、その容量(F) は 1/(2*π*低域カットオフ周波数(Hz)*4700）の2倍くらいにします。元の回路の入力部分の0.1μFと510kΩの部分はハイパスフィルタになっていますが、その低域カットオフ周波数は 1/(2*π*0.1E-6*510E3) = 3.1Hz なので、低域カットオフ周波数 = 3.1Hzとすれば、 1/(2*π*低域カットオフ周波数(Hz)*4700） = 10.9E-6 (F) = 10.9 (μF) となるので、その2倍の22μF程度とすればいいです。

お礼

再度回答ありがとうございます！
回路図やシミュレータ結果まで載せてくださいまして大変感謝しております。

手持ちに10μFがあるのでそれで試そうと思っていますが、今日は時間がないので明日修正して結果をNo.4の方のお礼に書かさせてもらおうと思います。

本当にありがとうございます。

回答No.1

umamimi

何を意図した質問なのかよくわからないのであてずっぽうですみません。

＞InputをGNDに
GNDって、斜め線３本のGNDシンボルのところでしょ？
そこは2電源OP-Ampのマイナス電源ですから、そこに繋いだなら
反転増幅してプラスに振れるのは当然なのでは。

回路図中「1/2Vcc」ってところに繋いだのにおかしい、というならわからなくもないけど。

お礼

早速の回答ありがとうございます。

＞何を意図した質問なのか
単純に作ったけど動かない…ということです。
説明足らずですみません。

＞反転増幅して
これって反転するんでしょうか…。
反転しないと思ってました。