OPアンプのオープンループのゲインと位相余裕のシミュレーション方法

質問

OPアンプのオープンループのゲインと位相余裕のシミュレーション方法と理論が判らず困っています。
メーカーのオープンループテスト回路等を見る限り、出力から100kオーム程度の抵抗を介してマイナス入力に戻し、さらにマイナス入力をかなり大きい容量でGNDに落としています。プラス入力はAC源です。これはどういった理由からなのでしょうか？このテスト回路は本当に帰還がゼロでしょうか？
また、他におすすめのシミュレーション回路があれば紹介願います。

回答No.3

anachrockt

もしかすると，OPアンプのオープンループ・ゲインはオープンループのときのゲインで
負帰還すると大幅に低下する（反転増幅器なら[-Rf/Rs]とか）と思ってますか？
そうならそれは全くの誤解で，OPアンプのオープンループ・ゲインはオープンループでも
負帰還しても変わりません．
厳密に言えば，出力インピーダンスが零ではないんで，Rfを小さくすると低下します．
OPアンプの本を見ればわかりますが，[-Rf/Rs]はクローズドループ・ゲインとか
仕上がりゲインと言われてます．
オープンループ・ゲインが変わると負帰還量やループ・ゲインが変わり，大好きな位相余裕
等の負帰還安定度が変わって，非常に具合の悪いことになってしまいます．

OPアンプ自体のオープンループ・ゲインは負帰還しても変わらないから，出力信号レベルを
飽和しない適当な値にするため負帰還して，信号入力ではなく反転入力端子と出力端子の信号を
測定し，両者の比（ゲイン：dB）と位相差（deg）を入力信号をスイープさせて描かせればOKです．
反転入力端子ではなく信号入力に対する出力信号だと，クローズドループ・ゲインとか
仕上がりゲインの特性になってしまいます．

お礼

わかった！おっしゃるような誤解をしていました。。。
理想OPアンプでばかり考えてて、反転入力端子は常にGNDだと思っていました。
回答と併せて「定本OPアンプ回路の設計」の1章を熟読したら理解が深まりました。そうか～。
どうもありがとうございます。

回答No.2

anachrockt

なにを言われているのか全く理解できませんが，オープンループのゲインと位相特性をシミュレーションしたいんですよね．
ゲイン（-Rf/Rs）を適当に決めれば，入出力のレベルが適当になります．
オープンループのゲインをGo，出力電圧をVoとすれば，OPアンプの反転入力端子の電圧は（-Vo/Go）です．
これから，Goの絶対値（dB）と位相は簡単に描けるでしょう．
入力信号のレベルは約|VoRs/Rf|で，レベルが設定しやすいですよね．
Rs→0にすると，入出力のレベルを適当な値にするのが難しいでしょ．

回答No.1

anachrockt

オープンループだったら，ゲインはともかく位相余裕って概念は成立しないでしょ．
シミュレーションなら簡単で，非反転入力を接地して適当に負帰還した反転増幅器を作り
OPアンプの反転入力端子と出力端子の信号を測定し，両者の比（ゲイン：dB）と位相差（deg）を
入力信号をスイープさせて描かせればOKです．

オープンループテスト回路は，あくまでも専用測定器を持っていないユーザーが簡単に測定できる
ように提示されているだけです．

補足

この場合、出力端子と反転入力の間には抵抗が必要ですか？
であるなら、おっしゃっている意味は、反転増幅器のゲインRf/Rsで、Rs→0とした場合（ショート）の回路のシミュレーションをすれば良いということでしょうか？