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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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この度、アナログ電子回路コミュニティは2018年3月末日をもってサービスを終了することとなりました。それに伴いまして、本サービスへの新規会員登録は2月末日をもって締切りといたします。約10年という大変長い間、たくさんの皆様にコミュニティをご利用いただきましたこと、深く感謝申し上げます。

なお、コミュニティに掲載しているコンテンツは編集の上、アナログ・デバイセズ社のウェブサイトに随時掲載していく予定です。詳細は追って会員の皆様にお知らせいたします。

今後ともEDN Japanをご愛顧くださいますようお願い申し上げます。


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NAKA
タイトル
単電源ACアンプの無信号時のふらつき
ポイント []
pt.
アクセス5179
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード ファンクションジェネレータ   正弦波   R10   R11   無信号   Powered by Yahoo
投稿日時16/06/01 09:57
いつもお世話になります、NAKAといいます。
webとかにも良く載っている、単電源のACアンプを作りました。回路図を添付させていただきます。
①ファンクションジェネレータで1mVp-pの正弦波を入力したところ、狙いどおり2.5Vをセンターに約1Vに増幅されました。ここまでは良かったのですが、
②入力をAGNDとショートして無信号にしてみたのですが、予測ではR10とR11で2.5Vが非反転入力に入るため、しばらくすれば、Voも2.5Vで一定になると思っていたのですが、いつまでたってもVoがふらふらしてます。ノイズの影響なのでしょうか?回路設計でなにかまずい部分があるのでしょうか?
初歩的なことかもしれませんが、アドバイスいただけませんでしょうか?よろしくお願いします。
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yoshi05 回答番号 33
タイトル
パチパチ
ポイント
pt.
アクセス3065
投稿日時16/07/09 18:56
ご家族が大丈夫じゃないのかな?
と、心配しておりました。
大好きなNAKAさんの声がなくて寂しかったです。
 
Av=100kでノイズが微小、は立派だと思います。 
 
味をしめた発注側から、つぎはもう少し難しい課題がでそうですね。フレー・フレー・

NAKA 回答番号 32
タイトル
【お礼】試作し直しましたらばっちりでした。
ポイント
pt.
アクセス3522
投稿日時16/07/07 14:25
こんにちはNAKAです。
先日よりご相談させていただいておりました、単電源のACアンプの件ですが、皆様のアドバイス通り、バイアス電流の影響の少ない反転増幅の構成で試作し直したところ(もちろん余ったOPアンプで基準電圧も作ってますよ~!!)、ばっちり無信号時でのふらつきがなくなりました!!ごくわずかに商用ノイズが乗ってるだけです。

アドバイスいただきました皆様ほんとうにありがとうございました。

yoshi05 回答番号 31
タイトル
超低域発振
ポイント
pt.
アクセス3762
投稿日時16/06/10 11:08
あの、(29の)タイトルが・・
よろしいのでしょうか? >> アナデバさん
 
超低域で発振というより、
発振していて、1M+10μのLPFで周波数が抑えられているという
可能性が・・
波形をみて考えてみましょう。

↓の一番下に書いていることは、少し前のR11のお話 そのものです。
http://www.op316.com/tubes/tips/trbl8.htm


NAKA 回答番号 30
タイトル
モータボーディングってわかります?
ポイント
pt.
アクセス3869
投稿日時16/06/10 11:04
yoshi05さん、
ゆ~ら、ゆ~らがものすごくゆっくりなので超低域発振(モータボーディングって言うらしい!)の可能性はないのでしょうか?
webでちょっっと調べてみます。

NAKA 回答番号 29
タイトル
Greeenline様の講義見てみます。
ポイント
pt.
アクセス3834
投稿日時16/06/10 09:12
yoshi05さま、おはようございますNAKAです。

情報ありがとうございます。早速、見てみます。
BLM18は良くマイコンのAVcc部なんかに使ってます。クロックが100MHzのものもありますが、20MHz程度のものでも、おまじないのつもりで入れちゃいます.....汗)現在、Rs検証のため入力インピーダンスの大きい部品を手配中 and 新しく試したい回路の定数をシミュレーションしたりしてます。
また、ちょっと年(年齢)を取ってくると1つの仕事に集中させてもらえず、別件でECUのプログラムを組んでます。こちらのアナログ部は、結構微小信号の扱いでΔΣ24bitA/DでμV以下のセンシングしてS/Nの向上にトライしてます。そうそう!ちょっと前にこちらのサイトでも相談させていただいた件です。5~6業務同時進行!!!
P.S.
さらに、一昨日より家内が体調を崩し、娘の塾への送迎などもあり、1日休んじゃいました!
なかなか充実した毎日です............汗)(笑)


yoshi05 回答番号 28
タイトル
石井先生
ポイント
pt.
アクセス3730
投稿日時16/06/09 21:02
NAKAさん、どうしたのかな。

アナデバの石井先生の講座に
最初の方のRsの解説がありました。
http://www.analog.com/jp/education/courses-and-tutorials/jp-resources/jp-web-lab/tnj-005.html

ご参考までに。



yoshi05 回答番号 27
タイトル
フェライトビーズ
ポイント
pt.
アクセス3832
投稿日時16/06/07 14:40
想定している周波数が数Hz なので、およそで
10Hz、22オーム位のインピーダンスとして計算すると、
・・
それくらいのを使えば効果あるかもしれません。
ただ、1608で手に入るかは存じません。

ここじゃなくて、雑音の発生源の近くにいれるのは好ましいと思います。

####
# あれ・・反応が・・・念のための追記。
# BLM18Pのインピーダンスは(at 100Mhz)です。
####

ps. こんなのも秋月電子で扱っているんですね。

NAKA 回答番号 26
タイトル
フェライトビーズなんかだめでしょうか?
ポイント
pt.
アクセス3974
投稿日時16/06/07 14:09
yoshi05さまありがとうございます。

基準電圧の安定化で、添付のフェライトビーズみたいなものはだめなんでしょうか?後段がP.Aでなく、A/DやMCUなどのデジタル系のため、素人のNAKAはハムノイズ等を考えると、フェライトビーズがいいのかも?なんて思っちゃいます。L成分なんてつけると回路の発振なんかを誘発しちゃうのかな?まあ1608サイズでだめだったら、抵抗に替えちゃいますが。なお、添付の回路はフィルタ特性などシミュレーションしていない適当な定数のため、突っ込まないでください。やさしくしてね!うふっ!

P.S.
#チュッ! は遠慮します。念のため。
⇒あんまり、笑わせないでください!!!!
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yoshi05 回答番号 25
タイトル
蛇足ながら
ポイント
pt.
アクセス3848
投稿日時16/06/07 12:38
NAKAさんはお気づきだと思いますが、
初めのほうに出てきた Rs が、要注意・要調整かもしれません。
 
も一つ、
発注元? が、つなごうとしている信号源はなにか聞いていますか? 聞かないほうが幸せかもしれませんが・・
#ここに書かなくてもいいです。でも・・
10-50オームの信号源(FG)だけでは、テストとして不十分かも。

#チュッ! は遠慮します。念のため。

NAKA 回答番号 24
タイトル
感動!!なんて人だ!
ポイント
pt.
アクセス3981
投稿日時16/06/07 10:42
柳屋画蔵さま、おはようございますNAKAです。
お名前を間違えて大変失礼をいたしました。

参考回路ありがとうございました。感謝感激雨あられ!柳屋様のアドバイスを受け、実はほぼ同じような回路を考えておりました(回路図までは書いてましたが定数のシミュレーションはしてません。)。次回試作するときはこんな感じで試してみようと思ってます。
そいでもって、増幅度ですが、本当に必要か実験的要素もあるのですが、依頼元は100dBと言ってます。今職場にあるファンクションジェネレータは安物なので、最少振幅が1mVしかでません。なので10Ω、10KΩの1/1000アッテネータで無理やり入力して、何となく1Vくらいがでています。(非常にノイジーですが)。現状の回路も入力バイアス部の影響もいろいろ経験したいので、入力インピーダンスの大きいオペアンプに変更したり、他の人のアドバイスで周辺の定数変更などを試してみたいです。

重ね重ねありがとございます。
また教えてくださいね!チュッ!

P.S.
誤解なきよう!そうゆう趣味はありません.....笑)

柳屋画蔵 回答番号 23
タイトル
ところで、最終振幅は?
ポイント
pt.
アクセス3932
投稿日時16/06/07 10:09
三度、柳屋画蔵です。

「実はさらに増幅しています」と回路図があって、そこで反転の AC 増幅率 100倍(40dB)となっていますが、これで総計 100,000倍(100dB)になります。もとが 1mVp-p でも 100Vp-p になるようですが、大丈夫なんですか?
さすがに 100Vp-p 出力できるオペアンプはなさそうですが。仮に 10Vp-p でも電源は ±15V ぐらい必要なので、そもそも片電源で入力回路を設計する理由がなさそうですけど、どんなもんでしょうか?

柳屋画蔵 回答番号 22
タイトル
回路例ですが、参考になれば。
ポイント
pt.
アクセス3987
投稿日時16/06/07 09:41
NAKA さん、おはようございます。
柳屋画蔵です。(画像ではありません(笑))

詳細仕様が分からないので、設計的に満足する物になっているものか自信はありませんが、前回のコメントを具体化してみました。
ポイントは反転アンプ 2段構成にしたことでこのためバイアス電圧=動作中心電圧にほとんど電流が流れないので、簡単なリファレンス回路で良いことです。一応オペアンプで構成していますが、抵抗分割の Vc/2 だけでも十分だと思います。

DC カットは入力で行っていてその先では行っていません。初段で利得を稼ぐのが S / N を確保するコツです。2 段目は 20dB なので特に DC カットをする必要はないでしょう。
2段目は帯域制限をしたい場合に適当にフィードバックコンデンサを決めて下さい。

立ち上がりの特性と周波数特性も入れておきました。
入力コンデンサを大きくしすぎると、PC が絶叫を上げて初期値を計算し出すので、適当な容量で抑えておいています。また 1mV の正弦波は 5秒遅れて発生するようにしてありますので、その間に信号がふらふらするかどうかも確かめてみました。この範囲では大丈夫そうです。
出力端子の FFT も見てみました。立ち上がりから 15ms 経ってから 10ms 区間に対して測定しています。
参考になれば幸いです。
後は実装ですかね。
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NAKA 回答番号 21
タイトル
適当すぎる回路設計です....涙)
ポイント
pt.
アクセス4105
投稿日時16/06/06 12:27
yoshi05さま、柳屋画像さまアドバイスありがとうございます。

参考に頂いた回路、すみません見たことありませんでした!P.AとLNAや検波等の電源を簡易に分離(ではないか)というより変動の影響を抑える?ためのR11なんですかね?後段がP.A系でなく、もうこのままA/D変換しちゃう感じなので(すみません!あまり全回路をだすのも不味いところもありますので)電源のふらつきは少ないような気もしてます。デジタルなのでハムノイズみたいなのはあると思いますが.....。ご推測のとおり、NAKAはなかなかアナログ回路設計というのが素人で、代表的な回路を探してきて、PCのシミュレーションでフィルタ特性やAvをとっかえひっかえ試しているようなレベルなので、"目的とする信号帯域での特性(Avや位相の変化)"まで詰め切れていないです。yoshi05さまのいわれている、そこそこのフィルタ-特性でそれなりの増幅しているっていう回路になっちゃってます。でも何となくバイアス部分の基準電圧あたりがくさいとのことですので、ここらへんをできるところからいろいろ試してみます。基板作っちゃたので、すぐ余ってるIC1Bなんかで基準電圧つくるのは難しいのですが、切った貼ったしてみます。

P.S.
柳屋画像さまの生存確認出来てよかったです。最近こちらのサイトが昔に比べて、やや冷めてる感じがあったのでさみしかったです。
といいつつ自分も仕事で詰まった時しか、お邪魔してませんので協力できていませんが............汗)

柳屋画蔵 回答番号 20
タイトル
yoshi05 さんの意見に一票
ポイント
pt.
アクセス4104
投稿日時16/06/05 23:15
NAKA さん、はじめまして。
みなさん、こんばんは。柳屋画蔵です。

お久しぶりです。生存証明に来ました。

さっそくですが回路を見て第一印象。
信号を通す経路にコンデンサが多すぎ!
シミュレーションをすれば分かるとは思いますが、位相特性がどうなっているのか検討もつきません。
オペアンプは折角 DC から動作するのですから、周波数特性を決める回路は出来るだけ一カ所でまとめた方がいいと思います。思わぬ回り込みも防げます。

さて、yoshi05 さんの提案に一票です。しかも余らせているオペアンプの状態がすでに問題ありで、(+)入力端子と(-)入力端子をショートさせてはいけません。出力がどっちに転んでいるか分からないからです。余ったオペアンプは入力の電位を別々にして(出力方向を確定させて)コンパレータのようにしておくのが良いと思います。

念押しに書いておくと、1C1B の 5pin には 100KΩ x 2 程度で分割した中点電位を作って接続し、6pin - 7pin を結合してそのまま中点電位とします。ただしオペアンプがユニティゲインスタビリティが保証されている場合のみ使えます。
そうでない場合は、別途工夫する必要があります。

あと意味不明な点として、
・入力にグランドに対してつながっている 10uF。
 → ファンクションジェネレータをつなぐならば
    50Ωでグランドに落としましょう。
   それだけで出力がふらついたら回路構成全体に
   原因があります。
・それぞれのオペアンプのフィードバック部分に入って
 いるコンデンサ。
 → LPF のつもりかも知れませんが、位相が 90度回
   らず途中で戻ってきてしまうと思います。
   とりあえず外しましょう。
・多分試してないとは思いますが、それぞれのオペア
 ンプの出力に 0Ωと 未実装コンデンサの回路が入っ
 ています。容量にもよりますが、コンデンサを入れた
 とたんに動作は不安定になると思います。
 → さきほど外したオペアンプのフィードバックに
   あるコンデンサで作りたい特性を R14:C18、
   R17:C23 で実現する方がよいです。受動素子
   回路は部品選定を間違えない限り裏切りません。

最終ゴールの特性が今一つ理解できないので、適切なコメントになっていないかも知れませんが、ご容赦。

最後に非反転アンプ 2 段使うぐらいなら、反転アンプ 2段使っても信号の位相は変わらないので、部品点数がぐっと減らせます。それぞれのオペアンプの (+) 端子には電流が流れないので、それこそ抵抗分割でよく周波数特性もアンプの入力側で DC カット、フィードバック側でノイズカット(AC カット)と独立に指定できますので、特性管理はしやすいです。差動形式にするのも一つの案です。
この場合は前段の方で DC カットして利得を取るようにしておけば、後段の方は利得が低いので DC カットも必要ないかも知れません。
それでも全体で 100dB の利得が必要なので、それぞれのオペアンプの能力配分が難しそうですね。ノイズも気にすると(コンデンサとの時定数が大きいので)抵抗の種類も考慮した方が良いかも知れません。金属皮膜抵抗がいいのはないでしょうか。

健闘を祈ります。


yoshi05 回答番号 19
タイトル
基準電圧
ポイント
pt.
アクセス4074
投稿日時16/06/05 07:45
基準(というよりバイアス)電圧ですが
 
NAKAさんは、(AMラジオにありがちな)添付のような回路をご覧になったことありませんか? 

これのR11が0Ωだと、後段(PA)の電流変化が前段のバイアス電圧に大きく影響して、発振したりします。

#NAKAさんの回路、Avが10万倍くらいみたいなので・・
各段の消費電流を確認して、上をヒントに特にC22付近を見なおしてみてください。
IC1Aより前の段の消費電流も注意してください。

2つめ、
「ゆらゆら」ですが、"②入力をAGNDとショートして無信号にした" とき、In+ には、1MΩと10uF の並列がつながっていて、In+と1MΩの雑音を(時定数の大きな)LPFを通してみているように思えます。
「ゆらゆら」の波形や振幅は、これで説明付く程度でしょうか? もっとも熱雑音よりも外来ノイズが大きいかもしれません。


3つめ、
ご参考にした回路は、通常のオーディオアンプで、位相はあまり気にせず、低域の周波数<<高域の周波数、が前提になっています。
NAKAさんの回路は、低域のfcと高域のfcが接近しているのが気になります。目的とする信号帯域での特性(Avや位相の変化)は大丈夫でしょうか?
単に大きく増幅できれば良いのであれば、余計な口出しですが・・


(皆さん我慢しているのを言っちゃいますが)
IC1Bが余っているんだから、これで基準電圧をつくったらいかがでしょう? 
 


 
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NAKA 回答番号 18
タイトル
次週やってみます!
ポイント
pt.
アクセス4109
投稿日時16/06/03 18:20
リカルドさま、ありがとうございます。

あきらめて片づけちゃって、実験室から戻ってきちゃったので次週やってみます!
電圧の変動を気にして電源も乾電池でやってみたりしてますが"ゆぅ~らゆら"!.....涙)

リカルド 回答番号 17
タイトル
基準電圧の変動でしょう
ポイント
pt.
アクセス4132
投稿日時16/06/03 18:10
C14:100u  R10,R11:100K にしたらどうですか。

NAKA 回答番号 16
タイトル
いろいろな方からコメントをいただけると嬉しいです!
ポイント
pt.
アクセス4210
投稿日時16/06/03 15:33
おおっと!ご飯食べてかえってきたらコメントがきてる!!

delta15さま、ありがとうございます。いろいろな方からコメントをいただけると嬉しいですね?ここのコミュニティにはyoshi05さんをはじめMususu2さんやdongdongさんなどアナログの鬼みたいな方(GlreenlineさんやPNP-NPNさんは神!ですが...笑)がいて親身に相談にのっていただき本当にありがたいですね。いろいろな方からのコメントがある方がこのサイトが盛り上がりますしね!

さて、delta15さまの文面だけはで、NAKAの知識ではどんなアンプなのかイメージできてません!すみません!実は先回の回路の後段には、もう一段ACアンプがありまして(★★回路図添付しまぁ~す!★★)、こちらは反転型の単電源ACアンプなんですけど。昔誰かから、非反転増幅より、反転増幅の方が性能が良い!なんてアドバイスを思い出して、最後段だけ反転増幅にしちゃいました。(あぁ~なんて適当な性格....汗)

そもそもACアンプなので、未信号時のゆらぎはしょうがないのかな?
市販のステレオだって入力外して、ボリューム上げたら(増幅したら)ザーとかボーとか鳴って、無音なんてことないものなぁ~。(たとえが幼稚すぎますか?)

P.S.
yoshi05さんからアドバイスいただいた資料のLT1169(Ib=30pA)を試そうとしてLT-Spiceしたら電源が15Vでだめでした!アナログデバイスさまのAD8629(5V単電源、Ib=MAX100pA、ゼロドリフト)をデジキーで頼んじゃった!!なんか良さそうなのありますかね?

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delta15 回答番号 15
タイトル
参考になれば
ポイント
pt.
アクセス4192
投稿日時16/06/03 11:31
自分もACカップリング回路があるので実験しました

当方の回路は構成が異なりますが参考になればと思います

そちらの回路は複雑ですね
私にはなんでそんなにCRが要るのかわかりませんが

当方
C=1uF
R=100K
で単純に構成しています
遮断周波数f=160/(1×100)=1.6Hz
というものです

オープン時測定すると、1V(当方の中心電圧)
になります。
ふらつきは15mV
GNDショート時は0.8mV
(当方の事情で後段に高速ADC回路があるので基板には漏れノイズがあるので0mVにはなりません)
オープンの方が多少ふらつきがあるという結果です

つまりシンプルなAC回路ならその程度でおさまるということです。回路が違うので参考なればの話です

IKUZO 回答番号 14
タイトル
教えていただき
ポイント
pt.
アクセス4192
投稿日時16/06/02 11:48
//は合成抵抗なんですね、知らなかった!
いろいろ教えていただきありがとうございます、
データシートに2RとあったのでR*Rと思っていました
今回の回路で不都合というのが、とても興味深いですね
NAKAさん、yoshi05さん最先端で活躍しておられて、尊敬します。

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