インスツルメンテーションアンプの帰還率βが分からず困っています。

質問

はじめまして。
私は今卒業論文でインスツルメンテーションアンプを作っており、ボード線図を描かなければいけないのですが、帰還率βが分からず困っています。
ちなみに、インスツルメンテーションアンプ内の可変抵抗R1を2.2kΩ、その他の抵抗R2～R7を全て10kΩにした電圧利得約10倍のものを作ろうとしています。
1段目の帰還率をβ1＝R1/(R1+R2)=0.18、2段目の帰還率をβ2=R2/(R2+R2)=0.5とし、増幅器全体の帰還率β=β1×β2=0.09という計算を考えているのですが自信が有りません。

どうかご意見よろしくお願いします。

回答No.2

anachrockt · ベストアンサー

fcって実測値なのかしら？
実測値だったら，計算しないで図示すればOKでしょう．
計算値なら，3個とも同じオペアンプを使うとして
A0：直流ゲイン
fc：ドミナント・ポール（直流ゲインが3dB低下する周波数）
とすれば，オペアンプのゲインは
A=A0/(1+j(f/fc))
だから，1段目は
Av1(f)=1/(1/A+β1)
=1/[{1+j(f/fc)}/A0 + R1/(R1+2R2)]
となり，2段目（出力段）はβ2=1/2だから
Av2(f)=1/(1/A+β2)
=1/[{1+j(f/fc)}/A0 + 1/2]
この2つをベクトル加算（dBと位相を足す）すれば，OKでしょう．

お礼

大変参考になりました。
ありがとうございます！

回答No.1

anachrockt

帰還率の定義って何でしょうか？
インスツルメンテーション・アンプをシステムに入れて1個のフィードバック・ループを構成しないと，全体の帰還率は求まらないでしょう．
1段目の帰還率β1と2段目の帰還率β2は求められますが，増幅器全体の帰還率βは上述のようにオーバーオールの負帰還がかかっていない以上ないんじゃないでしょうか？
ボード線図を描くときに増幅器全体の帰還率は不要で，必要なのは個々のゲインかループゲインを求めて加算すればエエと思いますが．
ところで，差動増幅器では1段目の出力は互いに逆になるのが理想状態だから，β1＝R1/(R1+R2)=0.18は間違いでしょう．
普通に考えれば，β1＝(R1/2)/{(R1/2)+R2}=0.099と違いますか？

補足

回答ありがとうございます。
これでは増幅器全体の帰還率は求められないのですね。

ところでボード線図の書き方で、私は最初、

Av(f)=(1+2(R2/R1))/(1+j(1/β)(f/fc))
=(実部)-j(虚部)

とし、エクセルで周波数f=10～10^8を代入しグラフを作ろうと思っていたので帰還率を求めたかったのですが、anachrocktさんの言う「個々のゲインかループゲインを求めて加算する。」というやり方は具体的にどうすれば良いのか教えて頂けませんか？

どうぞよろしくお願いします。