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反転増幅回路と非反転増幅回路の周波数特性の違い
bogen55の回答
- bogen55
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回答No3を詳しく説明すると、 【誤】同じDC利得でも反転増幅回路と非反転増幅回路では帰還率が異なるので周波数特性が変わります 【正】絶対値が同じDC利得でも反転増幅回路と非反転増幅回路では帰還率が異なるので周波数特性が変わります ですね。 帰還率βは β=R1/(R1+Rf) だから、反転増幅回路では：β=1/3、非反転増幅回路では：β=1/2となります。 オペアンプ自体の仕上がりゲイン（専門用語で「ノイズ・ゲイン」と言う）Gnは、βの逆数だから、 反転増幅回路では：Gn=3、非反転増幅回路では：Gn=2となって、これが周波数特性の差になります。 データシート http://www.tij.co.jp/general/jp/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=lf411-n&fileType=pdf p.4の「Bode Plot」で、Gn=2(6dB)と3(9.54dB)の直線を引けば、-3dBになる周波数がわかります。 概略、Gn=2で2MHz、Gn=3で1.5MHz位ですね。 以上は数10mV以下の微少振幅での話です。 大振幅の場合は、同じページの「Undistorted Output Voltage Swing」を見ます。 そうすると、600kHzで8Vppまでしか出力できません。 直線的に下がると仮定すれば、900kHzまでの信号しか出力できません。 とゆうわけで、測定信号電圧が重要になります。 出力できない大振幅の信号を入力するとどうなるのかとゆうと、IC内部で飽和して、ICの動作がめちゃくちゃになります。 > オペアンプの特性からゲイン通りの出力電圧が得られる上限の周波数を求めると約1.59(MHz)でした。 > そのため非反転増幅回路はその周波数付近でゲイン以下になり、10MHzに近づくにつれて入力電圧の約0.5倍に収束しました。 > 一方反転増幅回路は1.59(MHz)よりも少し低い値からゲイン以下になり10MHzに近づくにつれて出力電圧は0(V)に収束するようになりました。 ICの動作がめちゃくちゃになっているため、「特に収束する電圧をどのような式で求められるかが気になります。」と言われても、「そうなっているんでしょうね」としか答えられません。 ここらへンの詳しいことは、説明が面倒だからしませんが、この本に易しく解説してありますから、興味があったらご覧になって下さい。 http://www.amazon.co.jp/dp/4789842061
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