オペアンプのローパスフイルターで時間経過と共に出力が低下する

質問

カットオフ周波数が１００Hz近辺のローパスフイルターでオーディオ信号を処理していますが、時間経過と共に最初は低音域が出なくなり、その後フラットな周波数特性になります。
オペアンプはLM３５８Nで単電源で使っています。８番ピンが＋１２V、４番ピンがグラウンドで電源のマイナス側になります。
解決方法を教えてください。

回答No.5

c80s3xxx · ベストアンサー

これ，12V単電源で動作させてるわけですよね．
となると，R4をグラウンドに落としたら駄目ですが．
10kくらいの抵抗を2本使って，電源電圧を二分し，その中間のところに落とします．各抵抗には並列に100μくらいの電解コンを入れること．
R1とC3の接続点の100kの抵抗のうち，+12V につないでいるほうを外し，もう片方はグラウンドではなく，上述の二分点に接続します．

お礼

今回の疑問はANo.5（c80s3xxx）様の回答で解決しました。
ありがとうございました。
ただR5とR7の両方に平滑コンデンサーをパラっていますがR5とR7の接続点にのみコンデンサーで落としてもダメでしょうか？
模範的な回答ありがとうございます、メーカのデーターシートにご指摘の回路を単電源用として掲載していれば問題はなかったのではと残念です。

回答No.6

kuro804

ＡＮｏ２です。
まず私のミスが一つありますので修正します。申し訳ありません。
追加したＲ６の値を３３ＫΩに訂正します。これで出力が約６Ｖの直流電圧の上に信号電圧が乗った状態になります。
Ｒ６が１００ＫΩの状態ですと出力が＋１２Ｖ近くに張り付いた状態になってしまい、正常な動作になりません。
特性がフラットになるとの事ですが、このミスの為と思われます。
ただ、出力は直流電圧に交流信号が重なった状態であり。周波数特性を観測するためには交流分のみの観測が必要になります。
また、Ｃ３の単に交流信号を通すコンデンサの容量は必要な最低周波数に対してＲ６の３３ＫΩに対しインピーダンスが十分低くなるような、大きな値が必要です。

お礼

考え方は理解しました、ただ時間の関係で実験が出来ない事をお詫びいたします。

回答No.4

gn_drive

入力の１０μＦが原因です。電コンは電荷が溜まると不安定になります。
どういう意図で入れたか判りませんが、これを外せば安定すると思います。
まあ回路設計の意図があるのなら、それを書けばもっと適切なアドバイスが皆さんから来ると思いますよ。
少なくともＣ３とＲ１の間にあなたが通したい周波数にあわせたＣＲのＨＰＦとなるように抵抗を入れてグランドに落とせば、もう少しは安定すると思います。
あとＣ３の極性の入れ方が気になるので、逆にするとか、無極性のコンデンサに変えるとかした方が良いです。

お礼

ありがとうございました、入力側のコンデンサーについては色々試しましたが無駄でした。
さらに無極性ではICの入力側にバイアス電流が流れないためICが動作しませんでした、と言うか完全に歪んでしまいました。

回答No.3

anachrockt

変更後の回路で，R4とGND間にも電解コンデンサ（例えば10uFとか）を入れないといけませんね．
反転，非反転の両入力が等しいバイアス電圧（電源電圧の半分）にしないと．

お礼

考え方は理解しました、ただ時間の関係で実験が出来ないことをお詫びします。

回答No.2

kuro804

入力部にコンデンサー１０ｕＦを入れるとＯＰアンプのプラス入力部にバイアス電流を流す経路がなくなります。たぶんこのアンプの参考回路を元にされたのでしょうが、元の回路にはコンデンサーは入っておりません。
問題の現象はこの事が原因でしょう。
参考回路は接続される信号源にＯＰアンプの出力が正常な動作点になるよう直流電圧が印可されている前提でしょう。
取りあえずの解決は
Ｃ３とＲ１の接続点に１００ＫΩの抵抗を２つ接続し、一方は＋１２Ｖにもう一方はグランドに接続すれば、出力は約６Ｖを中心に交流電圧が現れます。

補足

kuro804様
周波数特性がローパスではなくフラットな特性になりました。
別の解決方法をお願いします。

回答No.1

miran_2006

バターワースのBPFのようですが・・・
出力をCでカプリングしてみたらどうですか？

お礼

ありがとうございます
回路図では省略していますが、交流信号の扱いですから、当然コンデンサーで直流分はカットして出力しています。