オペアンプ 反転加算増幅回路

質問

オフセットが0Vからずれた正弦波を反転加算回路を使って
オフセットをOVにし、増幅して出力しようとしています。
回路は図のものを使っています。
しかし出力は正弦波ではなく、図のような波形になってしまいます。
なぜでしょう？どなたか教えてください！

回答No.3

xpopo · ベストアンサー

回答NO.1です。三角マーク、マイナス電圧だったんですね。それじゃあ私の回答は的外れということになります。

回答NO.2の補足情報から大分見えてきましたが、OPアンプがただ、汎用としか書かれてませんが具体的な型名書かれてません。ということでいくつか更に質問があります。

１）OPアンプの具体的な型名は？

２）信号の正弦波は２V（0-p）ではなくて２Vｒｍｓですよね？

３）波形の縦軸の目盛りは1divあたり何Vですか？

現状では、以下の様な推定しかできません。

１）出力波形が三角波に近い形になってしまってる。
　　スルーレートが小さい場合になりうる。

２）出力波形の谷で波形が乱れてる。
　　反転アンプになってるので、出力の谷の部分では入力が高いほうに振れている期間に相当する。
　　DCオフセットを打ち消すためのOPアンプの出力電流はちょうどこの期間で最大になる。
　　電流は約４ｍA（正弦波の振幅が２Vｒｍｓの場合）ですがこのDCオフセットを打ち消すためのOPアンプの周波数１０ｋHzでのドライブ能力がぎりぎりの場合にこのOPアンプの出力が変動してしまってる可能性が考えられます。

いずれにしても、上にあげた質問の回答内容で推定原因は変わってくると思いますので確認をよろしくお願いします。

補足

なんどもすみません。補足します。
型番はＬＭ３２４Ｎです。4回路入りのオペアンプを使っています。
信号の正弦波は２V（0-p）です。あと図の1divは5Vです。
よろしくお願いします。

回答No.6

rabbit_cat

これまで誰も指摘していないのが不思議ですが。

その正弦波の信号というのは、出力インピーダンスが十分に低い（任意波形発生器で生成したものなど）ですか？
そうではなくて、正弦波の信号というのが、何かのセンサの出力電圧そのものみたいな、出力インピーダンスが高い信号だとすれば、提示の回路ではダメです。

提示の回路だと、正弦波の信号源からみた、増幅器の入力インピーダンスは、（オペアンプの入力インピーダンスが無限大だとしても）、正弦波の先につながっている抵抗値そのものになってしまいます。
したがって、提示の回路をつないだことによって、センサの出力電圧自体が変化してしまいます。

回答No.5

info222_

オペアンプの信号アースとオペアンプの±電源のアース（一点アースする）が接続されていますか？

オペアンプのプラス電源端子に9[V]を接続, オペアンプのマイナス電源端子に-9[V]を接続し、
オペアンプの±電源端子に10[μF]程度以上のコンデンサ（耐圧12[V]）を直列に２個接続し
（リード線はできるだけ短く）中性点（コンデンサを+C1-+C2-と接続した真ん中の点）を信号のアース接地点（一点アース）として、正弦波信号や後段のオペアンプの＋入力端子のアースとして使います。
また後段のオペアンプの可変抵抗は雑音を拾いやすいので固定抵抗と直列接続し、可変抵抗の空き端子は中間端子と接続してオペアンプの出力側に持って行った方がいいでしょう。オペアンプに接続する入力端子や帰還回路に接続する抵抗値としては、1kΩは少し小さすぎですので5kΩ～50kΩ位のものが適当かと思います。

回答No.4

xpopo

回答NO.3です。補足に質問の回答、ありがとうございました。

一応、回路の確認をしたいと思います。こちら（http://yahoo.jp/box/rKBi4V）に回路図をアップしましたのでこの回路図を見ながら気がついた点などを以下にコメンントいたします。

１）　まず、OPアンプU2の非反転入力はGNDに落とされてると思ってますがこれであってますか？
２）　次に、±電源に対して回路図に示すようなデカップコンデンサ（C2,C3）は実装されてますよね？確認ください。このデカップCがない場合、OPアンプの動作が不安定になって期待通りの出力が出ない場合があります。
３）　LM324はOPアンプ4個入りですが、使用していない2個のOPアンプは何らかの回路に使用してますか？もし、使用してない場合は、図に示したような配線処理をしておいた方が良いです。
４）　OPアンプU2の出力にはどんな負荷が接続されてますか？
まさか図のような大きな値のコンデンサが接続されてないですよね。もし、図に示したような0.17uF程度のコンデンサが接続されてますと、図の下に示したように出力は三角波になりご質問にあるような波形に似た波形になってしまいます。
　図のU2の負荷のコンデンサが無い場合は正常な動作になることを確認してます。

以上の様な検討結果ですので、直接これが原因と言うところまでは断言できませんが確認ください。

お礼

親身になって意見を下さってありがとうございます。
結果的にはNo.3の時の指摘の通りスルーレートが小さかったようです。
元々の正弦波もそのオペアンプで出していたので、大丈夫かと思っていたのですが、
5Vまで増幅させるとダメみたいで三角波っぽくなっていました。
いろいろ参考になりました。
ありがとうございます。

回答No.2

mink6137

以下が不明です。
補足をお願いします。

１）オペアンプの種類（高速、中速、低速）
２）オペアンプの正電源と負電源の電圧値
３）２段目オペアンプの（＋）入力は何か？
４）正弦波の周波数
５）正弦波電圧のトップ電圧とボトム電圧
６）各抵抗の値

補足

オペアンプは汎用オペアンプです。
正負の電源は±9Vです。
2段目の正弦波はオフセットが5V程度ズレたAC2Vで10kＨzです。
加算回路の二つの抵抗は1kΩで、可変抵抗は20kΩまでのものを使っています。

回答No.1

xpopo

今晩は。

　回路図でOPアンプの電源の低いほうの電源がGNDにつながってるのが原因です。
増幅用のOPアンプの非反転入力もGNDに接続されてます。これだと増幅器の基準電圧はGNDになります。
一方、OPアンプの電源の一番低い電圧もGNDです。これだとOPアンプの出力できる電圧の範囲は最大で電源の電圧の範囲ですのでGNDより低いマイナスの電圧が出せなくなってます。
　解決方法はOPアンプに与える低いほうの電圧をマイナスの電圧にすることです。