三角波を微分回路に入力したら、異常な振動が・・・

質問

はじめまして。mao-rinと言う者です。
OPアンプについての質問です。
積分回路で出力した三角波を微分回路に入力したら、信号の立ち上がりで異常な振動が生じてしまいました。(振動はすぐ無くなりましたが)。これはなにが原因でしょうか。2つの回路がお互いに悪影響を与えているのでしょうか。
ご回答いただけると助かります。

回答No.1

Teleskope · ベストアンサー

>> 異常な振動が <<

　三つほど述べます、試してみてください。

１．
　振動がカドで起きてる；
　アンプが その周波数帯で利得不足で 帰還が十分に効いてない場合 よくこうなります。（アンプの帰還理論は「μがとても大きいので…」という大前提で全ての話が進んでますよね、この大前提が崩れてる現象です。）
　対策は、
アンプが付いて行けないほどに周波数成分が広い入力を入れないこと。具体的には三角波を作る前の最初の矩形波を、適切なフィルタ(RCの一次フィルタとか)を通して帯域制限することです。フィルタの時定数はアンプのデーターシートを見てオープンル－プゲインが十分ある範囲に押さえることです。（例えば20dB以上とか。）

２．
　アンプの駆動能力の限界；

(a)三角波の頂点がアンプの出力振幅限界に引っかかっていないか、アンプの性能諸元を確認してみましょう。

(b)微分のコンデンサが大きすぎて（インピーダンスが低すぎて）駆動しきれてない可能性。判断するには、微分の時定数CRを、Ｒを10倍程度、Cを1/10程度に変えてみましょう。積のCR値を変えないように。

(C)微分Cと直列に（教科書には普通出ない）抵抗を入れて微分回路の高域利得を(アンプの能力限界内に)制限する。帰還のR値の1/10以下程度を試しに入れてみれば判断が付きます。

３．
　電源供給が理想的でない；
　オペアンプの電源をオシロで見て同じような波形が居ませんか？電解コンデンサと高周波に効くセラミックコンデンサで波形が消えるまで格闘しましょう。

　ブービーはプローブのグランドの取り方の不慣れ。

回答No.2

Teleskope

お早うございます、３の(C)を最初にやってみてください。（眠さ限界だったので順番なおさないで投稿してしまいました。）
　微分アンプは帰還路がRC積分回路なので 帰還信号の位相が(抵抗分割の帰還より)遅れて 一巡μβの位相余裕が少ないのです。市販品の中には微分に使えないのもあったような記憶が。
　アンプのデーターシートに位相特性は載ってないでしょうね、、、Ｃに直列に入れる抵抗値、試行錯誤してみてください。とりあえず補足しておきます。

お礼

３で何とか改善しました。
お忙しいところをアドバイスして頂いて、ありがとうございます。今後も、勉学に励む所存です。