最近、LM324オペアンプを使って三角波発生回路を作りました。しかし、発電機の出力には、定期的なスパイクのようなものがありました。ただし、負荷抵抗を下げることでスパイクを抑えることができました（<= 1Kohm、680ohmでスパイクが完全になくなりました）。その理由は何でしょうか？私の最初の推測は、寄生インピーダンスのためにフィードバックループのどこかに極がある可能性があり、より低い負荷抵抗がそれを補償したということでした。

JFET入力を備えたTL084オペアンプを使用して同じ回路を試しました。今回は、負荷抵抗が接続されていなくても、スパイクは発生しませんでした。したがって、フィードバックループに極があった場合、この回路にもスパイクが現れているはずです。私がすることができるか疑問に思ってREALスパイクの原因とどのように負荷抵抗がそれを殺したのか？この分野での経験を持つ誰かからの助けに本当に感謝しています。

注：私は回路を構築するために無はんだブレッドボードを使用しました

回路図：

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

波形（LM324）

波形（TL084）：

これは、異なるオペアンプのさまざまな物理的制限を考慮する必要がある理由の良い例です。

あなたは正しいです、それは極ではありません。実際には、回路自体、または隠れた寄生要素などとは何の関係もありません。

目の前に隠れている巨大で重要な手がかりがあります。スパイクはLM324で発生します。TL084にはありません。そこにあなたの答えがあります。原因はLM324自体に関係しています。しかし、TL084にはLM324にはない何があるのでしょうか。

速度。

より具体的には、 スルーレート。それは、他のすべての考慮事項に関係なく、オペアンプがその出力をスルーまたは小刻みに変化させることができるマイクロ秒あたりのボルト数（または任意の時間の測定）です。これは、位相シフトとは異なります。導入される遅延として位相を考えるのが好きです。これは一種の反応時間ですが、オペアンプは出力（またはオペアンプが実行するように構成されているものであれば何でも）で入力信号を忠実に再現できます。入力と完全に同調していない可能性がある場合。

スルーレートはそれではありません。スルーレートは、遅延や反応時間の点で速度ではありません。信号自体が実際に変化する速さについてです。入力信号の変化が非常に速く、出力で増幅された信号を再作成すると、そのオペアンプのスルーレートを超えてしまう場合...機能しません。オペアンプはそれだけ速く動かすことはできません。

この特定のケースで見られるのは、最初のLM324の方形波からのスイッチングノイズです。オシロスコープで三角波と方形波を確認すると、スパイクが表示されます。

マイクロ秒あたり数千ボルトをスルーできるオペアンプがあります。これらの非常に高速でスルー性の高いオペアンプの場合、まあ、彼らのビジネスは揺れています。そしてビジネスは良いです。

次に、マイクロ秒単位でボルト全体を管理することさえできないオペアンプがあります。LM324のようなオペアンプ。スルーレートはわずか0.5V / µsです。端的に言えば、ケタミンのナマケモノよりも遅いです。

それはとても遅いので、あなたの回路では、それは十分に速く反応することができません。

泥のように晴れますね。少し分解しましょう。

ストーリータイム！

事前にお詫び申し上げますが、率直に言って、誰も言わないからオペアンプを擬人化します。

方形波を生成するLM324を無視してみましょう。これは、この現象の重要なプレーヤーではありません。最初のLM324はできるだけ正方形に近い波を作成するためにそこにあり、2番目のスパイカーLM324から三角波を駆動することを覚えておけば十分です。

これで、2つ目のLM324はローパスフィルターとして構成され、積分器としても見ることができます。

方形波の最初の部分では、地面の下で低くなっています。これはプラトー領域にあり、LM324インテグレータはコンデンサC1からR3まで楽しく充電しています。電流は一定のVin_low / R3であり、コンデンサが充電されるとオペアンプの出力は直線的に増加します。これが私たちが望んでいることです。これは、私たちが生成する回路を構築した、きれいに整形された三角波を生成するものです。

しかし、突然、私たちのかわいそうな小さなオペアンプに何か悲惨なことが起こります。入力は、警告なしで、Vin_low（-1Vとしましょう）からVin_high（+ 1V）に突然シフトしました。入力は極性が完全に逆になっており、高速です！この亀のようなオペアンプでは、これに追いつくことを期待するには速すぎます。

スルーレートは、基本的にオペアンプの非ゼロ出力抵抗を露呈します。これは周波数が高くなると増加し、実際にはできるだけ高速でオペアンプのスルーを要求し、出力が抵抗性の線形領域のように動作するようになるまで、ゲインが失われます。トランジスタが管理できる小さな速度で出力を強制しようとしています。

つまり、LM324が方形波の低サイクル全体をコンデンサに押し込み、同じ反対のコンデンサに新しい反対の極性の電圧が印加されたため、この電荷がすべて消費されます。出力が十分に速く変化していないため、コンデンサを介して入力に結合する電流パルスが発生します。

これは、出力の「グラウンド」を人為的に強制するもの、または電流パルスが入力のオーバーシュートを引き起こし、出力にスパイクを発生させるものと見なすことができます。これは、このようなスルーレートが制限された積分器での非常に典型的な問題です。

さて、負荷抵抗は実際にはスパイクを排除していませんが、オペアンプの出力抵抗（通常、スルーレートが制限されているときに最も高い）に依存する必要があるすべての電流を支配するほど十分に低くなると、スパイクの大きさは、それがなくなるまでさらに低下します。負荷抵抗を通って流れることができ、オペアンプの出力インピーダンス/抵抗の影響をあまり受けません。

TL084は、「方形」波入力の高速な立ち上がり時間と立ち下がり時間でもインピーダンスが非常に低いため、負荷抵抗なしで動作します。貧弱なLM324を混乱させ、恐怖に陥らせるだけでなく、方形波の切り替えを喜んで受け入れます。

これは、スパイクが発生している実際の場所を見れば、何が起こっているのかがわかります。それらが三角形の山と谷（方形波のゼロ交差点でもある）と完全に整列していないのがわかりますか？その後わずかにスパイクが発生します。コンデンサーの悪臭がします。

うん。C1を流れる電流を測定し、それがR3の直後に入力電圧にどのように影響するかを観察することで、これらすべてを確認できます。あなたのスパイク三角波を重ねてください、そしてあなたが経験的にこのミステリーを休息させることができると私は確信しています！

私は最善を尽くして説明しましたが、それほど簡単ではありません。説明のようなより多くの教科書については、「ページ」の6.180をチェックしてください。ウォルト・ジュンによる信号増幅器の。

TLDR：ナマケモノは特にケタミンで遅いです。