オペアンプの伝達関数

質問

先ほども別件で質問させて頂きましたが、何度もすみません。
添付図の伝達関数を求めたいのですが、
非反転入力端子にVｒがあるパターンになると分からなくなってしまいました。

初心者で申し訳ないのですが、ご教示お願いします。

回答No.1

atm_phantom · ベストアンサー

Opアンプは次のように考えるとどんなに複雑でもすぐにわかります。

➀ 入力: 反転・非反転入力の部分には、電流 = 0、電圧 = 0 となるような仮想的な電源 ( Nullator 、現実的には実現できる単独のハードウェアは存在しない。) が接続されている。

➁ 出力: 電流・電圧共に任意な ( 周囲の回路条件から決まる電流・電圧を無条件で受け入れる。) 仮想的な電源 ( Norator 、現実的には実現できる単独のハードウェアは存在しない。) がアース間に接続されている。

こう考えて、Vi と Vo の回路方程式を解くのです、

Opアンプの反転入力の電位は Vr となります。従って R3 に流れる電流は Vr / R3 となります。

R2 に流れる電流は ( Vi - Vr ) / R2 です。Vi の値によっては左値がマイナスとなって電源に流れ込むようになることもあることに注意してください。従って、Vi が電流の流れ込みを許容しないときは、R2 の電流 = 0 として回路方程式を解いてください。

R1 と C には 電圧 Vr が左側に印可された状態で、R2 と R3 の差電流が流れ込みます。これによって Vo の電位は決まりますよね。

Vo / Vi が伝達函数です。

ちょっと目には「 Opアンプ はいったい何やってるの。? 」と感じるかもしれませんが、上記 ➀ ➁ の条件を維持するために一所懸命動いているというのが答えです。
このような手法を身に付ければ、回路がどんなに複雑となっても鬼に金棒と思いますよ。回路図に基づいて回路方程式を自分で書いて、じっくりと考えてみてください。

お礼

遅くなってしまいましたが回答ありがとうございました。
とても分かりやすくて、きちんと自信を持って答えられそうです。
今後も多くの問題をやって勉強していきたいです。