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オペアンプの構造と用途に関する質問、

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オペアンプ出力での周期的なアーティファクトのソースの特定
私のMAX44251デュアルオペアンプには、出力に非常に小さな不要な131KHzの周期的なアーチファクトがあります。 私の想定はEMIでしたが、回路の他の部分でこの131KHzの信号を見ることはできません。また、複数のプローブを使用して、他のすべての電子機器をオフにし、フォイルシールドで囲まれた複数の建物でこれをテストしました。 何を削除しようとしますか？少なくとも、ノイズが1mV未満の電圧フォロワーを実現したいと思います。 私が最初に問題に気づいたとき、チップはもともとより複雑な回路で使用されていました。しかし、この問題を切り分けるために、新しいコンポーネントを使用してまったく新しいテストPCBを作成しました。テスト中にチップをさまざまな方法で再構成するために、余分なパッドを残しました。 現在、非常に簡単に構成されています。 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 バイパスキャップは、下部のグランドプレーン層にあります。ビアは手はんだ付けされています。 Agilent 10Xパッシブプローブ（見づらい）と、次のようなプローブの両方で効果を観察しました。2mv/ divまでズームできます。もともと、出力はコンパレータに供給され、コンパレータ出力は入力信号の振幅が目的の2mVより大きいことを示していたために観察されました。 波形は周期的ですが、ちょっと変です。さまざまな角度からの写真をいくつか紹介します。 200 ns停止 50 nsフリーランニング 20 nsフリーランニング 10 ns停止
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*線形* MOSFETドライバーステージの設計
私は、オペアンプとパワーMOSFETの間に配置して、トランジスタを（スイッチではなく）線形増幅器として動作させることができるMOSFETドライバー回路を探しています。 バックグラウンド 約1µsで負荷をステップできる必要がある電子負荷回路を開発しています。最も重要なステップサイズは小さく、たとえば100mAです。しかし、うまくいけば、2.5A / µsの大きな信号ステップ速度も達成したいと思います。1〜50Vのソース、0〜5Aの電流に対応し、約30Wを消費する必要があります。 現在の回路は次のとおりです。以前の質問に登場して以来、私はMOSFETを見つけられた最小の容量デバイスに置き換え（IRF530N-> IRFZ24N）、滞在中にかなり広い帯域幅、高スルーレートのオペアンプ（LM358-> MC34072）に移行しましたジェリービーンの領土。現在、安定性のためにオペアンプで約4のゲインを実行しています。これにより、1MHz付近の帯域幅が得られます。興味のある方のために、以下の背景をご覧ください。 問題 回路はかなり良好に動作しますが、問題は安定性が非常に安定していることです:)それは発振しません、またはそのようなものではありませんが、ステップ応答はオーバーダンピング（オーバーシュートなし）からかなりアンダーダンピング（20％ロードされるソースに応じて、オーバーシュート、3つのバンプ）。低電圧および抵抗性のソースには問題があります。 私の診断では、MOSFETのインクリメンタル入力容量は、ロードされるソースの電圧と、ソース抵抗によって生成されるミラー効果の両方に敏感であり、これにより、オペアンプのソース依存のC g a t eと相互作用するampRoRoR_oCgateCgateC_{gate} MOSFETと。 私のソリューション戦略は、オペアンプとMOSFETの間にドライバーステージを導入して、ゲートキャパシタンスに対してはるかに低い出力インピーダンス（抵抗）を提供し、さまよう極を、数十または数百MHzの範囲まで駆動することです。危害を加えます。 Web上でMOSFETドライバー回路を検索する場合、私は、MOSFETを可能な限り迅速に完全にオンまたはオフに「切り替え」たいと思うことがほとんどだと思います。私の回路では、MOSFETをその線形領域で変調したいと考えています。だから私は必要な洞察をまったく見つけていません。 私の質問は次のとおりです。「MOSFETの線形領域の導電率を変調するのに適したドライバー回路はどれですか？」 Olin Lathropが別の投稿を渡す際に、時々このような単純なエミッターフォロワーを使用することを言及しているのを見ましたが、投稿は何か他のものについてでしたので、それは単なる言及です。オペアンプとゲートの間にエミッタフォロワーを追加することをシミュレートしましたが、実際には立ち上がりの安定性に驚異的な働きをしました。しかし、秋はすべて順調だったので、私はそれが私が期待していたほど単純ではないことを理解しています。 相補的なBJTプッシュプルアンプのようなものが必要だと思いますが、MOSFETドライバを区別する微妙な違いがあることを期待しています。 この場合のトリックを行う可能性のある回路の大まかなパラメーターをスケッチできますか？ 関心のあるさらなる背景 この回路はもともとJameco 2161107電子負荷キットに基づいていましたが、最近廃止されました。私の現在の部品は、元の補完部品よりも約6つ少ないです:)。私の現在のプロトタイプは、私のように、そのようなことに興味を持っている人にとってはこのように見えます:) ソース（通常はテスト対象の電源）は、前面のバナナジャック/バインディングポストに接続されます。PCBの左側にあるジャンパーは、内部または外部プログラミングを選択します。左側のノブは10ターンポットで、0〜3Aの一定の負荷を選択できます。右側のBNCでは、任意の波形で負荷を1A / Vのレベルで制御できます。たとえば、負荷をステップするための方形波を使用できます。2つの水色の抵抗器はフィードバックネットワークを構成し、はんだ付けせずにゲインを変更できるように機械加工されたソケットにあります。ユニットは現在、単一の9Vセルから給電されています。 私の学習の足跡をたどりたいと思う人は誰でも、ここで他のメンバーから受けた素晴らしい助けを見つけるでしょう： オペアンプ入力間にコンデンサを追加することは有用ですか？ アクティブ領域の安定性を強化するためのゲート抵抗値の計算 オペアンプの安定性をテストする方法は？ なぜLTSpiceはこのオペアンプの発振を予測しないのですか？ オペアンプが発振している周波数から何を推測できますか？ 小さいステップで不安定性が改善されるのはなぜですか？ RoRoR_o このショットキーはMOSFET過渡保護を提供しますか？ 55°の位相マージンで60％オーバーシュートするのはなぜですか？ ゲート容量を測定するにはどうすればよいですか？ このような単純なプロジェクトが非常に豊富で学習の動機付けになっていることに、私は完全に驚いています。具体的な目標を手に入れずに着手すれば、これほど乾燥するほどの数のトピックを勉強する機会が与えられました:)
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非反転回路に対する反転オペアンプ回路の利点は何ですか？
オペアンプ回路は、個々のオペアンプの違いに関係なく特定のゲインを実現するように設計されています。1つの非常に一般的な回路のゲインは-R2 / R1です。これが（修正された）回路図です： 別の一般的な構成は、R2 / R1 + 1のゲインを持ち、非反転です。 私が見ることができないのは、実際に反転が必要な奇妙な場合を除いて、地球上で誰もが反転を使用する理由です。非反転のものは、追加の入力段なしで高い入力インピーダンスとほぼ同じゲインを持っています。最初の例に利点はありますか？ また、最初の例には高い入力インピーダンスがないため、駆動するのにかなりの電流がかかる可能性があります。そのため、アンプの前にソースフォロワーが配置されることがよくあります。2番目の構成で、ソースフォロワーが必要になる理由はありますか？
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ユニティゲインバッファーのフィードバックパスにある抵抗の目的は何ですか？
フィードバックパスに抵抗器を備えたユニティゲインのフォロワーがよく見られます。もちろん、理想的なオペアンプの場合、入力に電流は流れず、この抵抗は何もしません。実際のオペアンプでの効果は何ですか？また、その値をどのように選択すればよいですか？ この回路でR1は何をしますか？
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uA741の魅力は何ですか？
OK、それでuA741は現在42歳です。当時は素晴らしいオペアンプだったかもしれません。要件は今日ほど高くなく、競争ははるかに少なかった。しかし、今日の741の魅力は何だろうと思っていました。 遅いです。GBW 1MHz、スルーレート<0.5 V / us 低電力でも低電圧でもない 低バイアス電流のFET入力はありません レールツーレールの入力または出力はありません 低ノイズではありません より多くの近代的なオペアンプは同等の価格を持っています なぜ今日でも741が使用されているのですか？
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デュアルパッケージで単一のオペアンプを無効にする方法
回路でデュアルオペアンプパッケージを使用していますが、使用する必要があるのは1つだけです。とにかく他のオペアンプを無効にして、回路基板に電気ノイズを注入しないようにしますか？正の入力を接地し、オペアンプをユニティゲインに設定するのが最適かもしれませんが、確信はありません。
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アナログエレクトロニクスでオペアンプが頻繁に使用されるのはなぜですか？
私はいくつかの本や論文で「Opアンプはアナログエレクトロニクスの常識です」または「...オペアンプはアナログ回路で最もよく見られるビルディングブロックです...」とその効果。 私の経験は、その主張に同意するか、または反論するほど十分に広範ではありませんが、私が見た回路で確かに裏付けられています。 このようなコンポーネントがおそらくプログラミングの「for」ループのようなものであるか、または利用可能になった広範なアプリケーションを見つける基本的なパターンのようなものになる理由を説明するために、私は基本的なものを見逃していると思うようになります。 オペアンプをこのような基本的かつ汎用性の高いパターンの実現にするアナログエレクトロニクスの基本的な性質についてはどうですか？
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本当にノイズゲインとは何ですか？そして、一般的なケースではどのように決定されますか？
更新：この質問は、私にとってはかなり研究執念と呼ばれるものを引き起こしました。私はその底にかなり近づいたと思います、私は私の答えを以下の答えとして投稿しました。 ここにも同様の質問がありましたが、回答で一般的なアカウントを要求したり受け取ったりしませんでした。 ノイズゲインは、頻繁に言及されておらず、明らかに理解されていない概念であることがわかります。 絶対に期待できる方程式が1つあると思ったとき、オペアンプのよく知られたゲイン方程式は状況に依存することがわかりました。 G=Ao1+AoβG=Ao1+AoβG = \frac{A_o}{1 + A_o\beta} 、使用するβの定義に依存します。ββ\beta 驚きの部分（背景） 私が知っていることと、真実であることが実証できることを簡単に説明することから始めましょう。そうすれば、宿題を済ませて、急いで答えるのを思いとどまらせることができます。 はフィードバック分数として知られ（フィードバック係数とも呼ばれます）、反転入力にフィードバックされる出力電圧の割合です。ββ\beta 考慮非反転増幅器以下の画分、反転入力が容易であると決定された到達1 / 10の分圧器の検査では：VoutVoあなたはtV_{out}1/101/101/10 V−=VoutRgRf+RgV−=VoあなたはtRgRf+RgV_- = V_{out} \frac{R_g}{R_f + R_g} β= V−VO U T= RgRf+ Rg= 10 k90 k + 10 k= 110β=V−Voあなたはt=RgRf+Rg=10k90k+10k=110\beta = \frac{V_-}{V_{out}} = \frac{R_g}{R_f + R_g} = \frac{10\mathrm{k}}{90\mathrm{k} + 10\mathrm{k}} = \frac{1}{10} 最初の式に戻ると、は開ループゲインを表し、この場合は約100,000です。式に代入すると、ゲインは次のとおりです。AoAoA_o G=Ao1+Aoβ=100,0001+(100,000⋅110)=100,00010,001=9.999G=Ao1+Aoβ=100、0001+（100、000⋅110）=100、00010、001=9.999G = …
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制御理論なしのオペアンプフィードバックの説明
微積分の前に、高校のクラスでオペアンプを教えています。そのため、制御理論を使用してオペアンプの応答方法を教えることはできません。それでも同じように、フィードバック回路がどのように機能するかについて直感的に説明したいと思います。たとえば、負のフィードバックを受け取ります。V +とV-のデルタの初期差が出力に非常に大きな（G（V +-V-））差をもたらし、それが...につながることを示す明確な方法はありますか？その引数を取り、標準の仮想ショート引数に加えて出力の電圧がどのように収束するかを示すことができます。 誰でもそれを明確に説明できますか？
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