オペアンプ 加算回路での周波数帯域幅の最大化

質問

オペアンプを使って、
ひとつの入力をゲイン５倍に増幅
もうひとつの入力をゲイン8倍に増幅して足し合わせたい

かつ、信号は反転させないときに

帯域幅を最大にするために、どのような設計を行えばよいのでしょうか？

GB積一定からゲインを最小にすることで帯域幅を最大にできると思うのですが、

加算回路と反転回路を組み合わせて、

5倍、8倍のゲインの加算回路（R1=8k ohm, R2=5k ohm, Rf=40k ohm)
とゲイン１の反転回路（抵抗の決め方はたくさんあると思います）

であっているのでしょうか。

回答No.1

inara1 · ベストアンサー

GB積の大きなオペアンプを使うのでなく、ある決まったオペアンプを使って加算回路を作るという話ですね。

帰還抵抗を下げるのも１つの方法ですが、そうすると入力側の抵抗も下げなければならないので、加算器の入力抵抗が下がってしまいます。入力抵抗を低くしないようにするには、各入力を非反転バッファを通して加算器に加えるようにします。

しかし、加算器の帯域幅は入力が増えるほど狭くなります。具体的には、入力1の利得をA倍、入力2の利得をB倍としたとき、オペアンプはA+B倍の利得で動作するので全体の帯域幅は
　　　利得1のオペアンプの帯域幅/(A+B) --- (1)
になります。加算回路をオペアンプ1個で構成する場合は全体の帯域幅がこのように狭くなるのは避けられませんが、オペアンプを複数使えば帯域幅をこれよりも広げることができます。

例えば、利得 5 の反転増幅回路と利得 8 の反転増幅回路を利得 -1 の加算器に加えれば、全体の帯域幅は式(1)の場合より広くなります。しかし、この場合、利得が大きいほうの反転増幅回路の帯域幅で全体の帯域幅が決まってしまうので、利得が大きいほうの反転増幅回路を、複数のオペアンプで 2倍 + 2倍 + (-2倍） などの構成にすれば、オペアンプ1個で利得を8倍にするより帯域幅を広げられます。この場合、初段の増幅回路を非反転型にすれば入力抵抗を高くできます。

具体的にどれくらいの帯域幅と最大出力振幅が必要なのでしょうか。それと、オペアンプの型番と電源電圧が分かれば適切な回路を紹介できると思います。

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