オペアンプを使った反転増幅器の実験

質問

μPC741というオペアンプを使って反転増幅の周波数特性をG=0,10,20dBと3種類測定しました。
(1)3種類とも利得が-3dBになる高域遮断周波数が約40kHzになりました。理論値と比較したいのですが理論式の導出がわからない
(2)周波数をあげると生じる入出力の位相差の原因とその理論式(たぶんスルーレートが関係すると思うのですが)
(3)位相差と利得の低下にはどんな関係があるのか
以上の３つのことについてどなたか返答をいただけないでしょうか？
なにぶん初心者ですので書き足りない所や間違いもあると思います。わかる範囲でかまいません。
よろしくお願いします。

回答No.2

Denkigishi

入力電圧：X=Vsin2πft　出力電圧：Y=GX=GVsin2πft
μPC741のスルーレート（カタログ値）：0.5[V/μs]=500000[V/s]
dY/dt=2πfGVcos2πft　[dY/dt]t=0 ＝ 2πfGV＝500000
よって、fGV＝500000／2π＝79577（一定）　f=79577/GV
CASE1（ 0dB)：G=1 V=3.09√2=4.37　→　f=79577/4.37=18210[Hz]
CASE3（20dB)：G=10 V=0.3√2=0.424　→　f=79577/4.24=18768[Hz]
上記のｆは＜-3dB＞点ではなく、ゲインが下がり始める周波数です。
減衰特性は-6dB／octなので、-3dBだと周波数は約25kHzとなります。
一方、本実験では出力電圧が最大電圧より低いので、最大電圧で実験するとカットオフ周波数はもっと低くなるはずです。

回答No.1

Denkigishi

理屈の上では、遮断周波数と増幅率は反比例になるはずですが、増幅率を変えても遮断周波数が同じというのは何か別の原因がありそうです。
（１）電圧計の特性？　（２）入力電圧を変えた？

補足

回答ありがとうございます
今回の測定は少し特殊でした。三つの利得ともまず出力電圧を3Vで測定してそのときの入力電圧を一定にして測定しました。
G=0:Vin=3.09V一定
G=10:Vin=0.916V一定
G=20:Vin=300mV一定　という感じです