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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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このバターワースフィルターの何が問題になっていますか？
私は、Sallen Keyトポロジーを使用して、20KHzのカットオフ周波数を持つ6次バターワースローパスフィルターを設計しました（Andy Akaに感謝）。フィルターはカットオフ周波数とロールオフで期待どおりに動作していますが、カットオフ周波数より数桁大きいと、予期しない周波数応答で何かが発生します。 減衰により110KHzが減少し、1MHz後に安定するのはなぜですか？ 編集：今日、私はもう少しシミュレーションを行いました。2つの非理想的なオペアンプを使用しましたが、同じような結果が得られました。次に、LTSpiceで理想的なオペアンプと思われるものを使用しました。このシンボルは「オペアンプ」と呼ばれ、使用するにはspiceディレクティブが必要です。結果は以下のとおりです。 最初は、理想的なオペアンプは実際のオペアンプで見た問題に悩まされていないと思っていました。そうではないのは事実です。しかし、0.6GHzと0.7GHzの間で、奇妙な動作に気づきました。これは、以前に見られたものとは異なります。 値を10でスケーリングしました。すべてのRを10で除算し、すべてのCを10で乗算しました。 もう一方の方法で値を10にスケーリングしました。つまり、抵抗器を大きくします。 編集II： 達人からのリクエストに応じて、グラフを増やしました。 インピーダンススケーリングを備えた理想的なオペアンプでプロットします。最大10MHzの制限。 最後に追加のRCを含む元の回路のプロット： 達人の必要に応じてOP275でプロットします。 最後に、元の設計をプロットしますが、フィードバックループにバッファーを使用します。
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15MHzフォトダイオードPCB、フィードバック要求
2層15MHzフォトダイオードアンプボードを開発しました。最初のステージは、AD8065を使用したトランスインピーダンスアンプです。2番目のステージは、電流フィードバックアンプTHS3091を使用しています。電力は、セミレギュレートされたソースからJ2にオフボードで供給される+/- 12Vであり、いくつかのLDOを使用して「純粋」になります。 Ad8065データシートの式を使用すると、図に示すフィードバックループを使用して少なくとも15MHzの帯域幅を取得できるはずです。PCB： このPCBでいくつかの珍しいことを行いましたが、いくつか質問があります。 1）データシートの提案により、グランドプレーンを切り取りました。これらのオペアンプの高インピーダンス入力ノードは、浮遊容量の影響を特に受けやすくなっています。同様の設計はTIでも見られ、オペアンプの入力ノードからグランドを切り離しています。これは、電流フィードバックオペアンプでも標準的な方法のようですので、THS3091でも同じカットを行いました。 地面によって作成される「ループ」がなくなるように地面を切り取ったことに注意してください。これは正しいですか？コンデンサでそれらをステッチすることは賢明でしょうか？ 2）浮遊表面電流からTIAを保護するために、TIAの反転入力の周りにガードトレースを追加しました。フォトダイオードの短絡電流が1uAなので、これを行ったので、10-100nAレベルで使用すると思います。OSH-parkを使用しているので、手動でソルダーマスクを削除する必要がありますが、それで問題ありませんか？ 3）R7が存在する必要があるかどうかはわかりません（このデザインの一部を同僚から継承しました）。R4 / R9は確かに最小の入力バイアス電流のバランスをとっていますが、R7が何をしているのか全くわかりません。インピーダンス整合のようですが、ここのトレースは非常に短いので、重要ではないと思いますか？ 4）C3とC4に関して、指定された値はありませんが、これらはオペアンプの入力に見られる静電容量と等しいはずだと思いますか？繰り返しますが、私が受け継いだものです。それ以外の場合、デザインは私にとって意味があります。 設計とPCBに関するフィードバックはいただければ幸いです。 編集：もう1つ、バイパスコンデンサの配置はやや恣意的でした。ルーティングするときに、どのコンデンサがどれであるかを実際に追跡しませんでした。チップに最も近い最小のバイパスキャップを配置することを計画しています。
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オペアンプのプラス電圧とマイナス電圧の生成
おそらく簡単な質問です。私はそれをグーグルで調べました、しかし答えは私には意味がありません。 私はオペアンプについて学び、素敵な10セントオペアンプであらゆる種類の回路を作成しています。私は常に+/- 5Vまたは15Vを使用してラボの電源からこれらに電力を供給しており、無はんだブレッドボードでうまく機能します。数セントしかかからない単純なマルチバイブレーターなどの単純なものを作成する。 今、私は、多くのものが横になっている5V壁のいぼなど、単一のDC電源からそのようなデバイスに電力を供給する方法を疑問に思い始めます。 これが私が見つけたものです。 オプション1： TLE2426などの「レールスプリッター」を使用します。しかし、私がスルーホール形式でデジキーで見つけることができる最も安いものは$ 1.83（qty = 1）です。本当に？残りの部品表の10倍以上（たとえば、1つのオペアンプといくつかの抵抗器とコンデンサーでマルチバイブレーターを作る）。 オプション2： このページの「仮想グラウンド」セクションに示すように、別のオペアンプを使用してください：http : //www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/Ref/SingleSupply/SingleSupply.html オプション3： オンラインでどこかで単電源オペアンプを購入できることを読みました。digikeyを検索しましたが、見つかりませんでした。「Vsupply single / dual」という列がありますが、データシートにアクセスしたときにクリックしたものはすべて、その列に引用されている数値が+/-のデュアル電圧でした。 結論 小さな1回限りの回路の場合、ソリューションに2ドル支払う必要はありませんが、確かにオプション2が他の唯一のソリューションではないことに注意してください。もしそうなら、私はデュアルスタイル（パッケージごとに2つ）のオペアンプのみを購入します。もう一方の仮想グラウンドを作成するために常に1つが必要と思われるためです。確かにそれが唯一の解決策ではありませんか？ さらに、オプション2は多くの電流を供給することができないと思います-それはそれがいくつかのインスタンスで機能しないことを意味しますか？オプション2の問題が発生するのはどの場合ですか？
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オペアンプが飽和するのを防ぐ方法は？
フィードバックが断続的に切断されている場合、オペアンプが飽和状態になるのをどのように防ぐことができますか？ たとえば、この回路（実際の問​​題の簡略化されたケース）では、オペアンプは負荷への電流源として機能しますが、負荷が切断される場合があります。 負荷が切断されると、オペアンプの出力は正のレールになり、オペアンプは飽和状態になります。負荷が再接続されると、オペアンプは電流の調整を開始するのに余分な時間を要し、その後、予想される電流設定値にスルーします。オペアンプによっては、飽和状態から回復するまでの時間が非常に長くなる場合があります。負荷を流れる電流は、その時間に可能な最大値です（タッチ）。 この場合、飽和をどのように回避できますか？それを行うフィードバックネットワークにいくつかの追加コンポーネントがありますか？多分ある種の入力または出力クリッピング回路？組み込み回路を使用して、出力（または入力）からレールから離れる電圧を本質的に制限するオペアンプはありますか？
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シングルポイントvsグランドプレーン、オーディオOP AMP PCBレイアウト
最近、私は一見無害に見える質問を別のフォーラムに投稿しました。私は小さくて比較的単純な回路を2層ボードに留めようとしていて、グラウンドに使用されている切れ目のない個別のプレーンを専用にするのではなく、アナロググラウンドに接続された銅線のシールドのメリットについて尋ねていました。私の質問は、そのような銅の注ぎのシールド値にのみ関連していたが、大きな論争がまったく異なる点から始まった。私のレイアウトでは、ユニティゲイン構成のオペアンプに給電する標準的な分圧器を使用して仮想グラウンドを作成し、すべてのアナロググラウンドリターンをその仮想グラウンドの出力に隣接するポイントまで実行しました。私はまた、最も混雑していない層に銅を注ぎ、同じ単一のポイントで同じアナログアースに接続しました。しかしすぐに、このような複雑な「クモの巣」スキームの使用を非難する一連の投稿が続きました。グラウンドプレーンを作成し、そのプレーンの最も近い利用可能なポイントへのすべての接続を作成する必要があります（via via when必要）。そうすることで、見た目がよりクリーンでシンプルなレイアウトになります。しかし、何年にもわたって「シングルポイント」ルートを経て、大部分が成功した（つまり、非常に安定した）設計であったため、変更するのをためらっています。特に、いくつかの議論が単一点の根拠を古風なものとして話し、真空管回路に追いやられたとき。何？多くのチャミングで、グラウンドプレーンを作成し、そのプレーンの最も近い利用可能なポイントへのすべての接続を作成する必要があります（必要に応じてビアを介して）。そうすることで、見た目がよりクリーンでシンプルなレイアウトになります。しかし、何年にもわたって「シングルポイント」のルートをたどり、大部分が成功した（つまり、非常に安定した）設計であったため、変更するのをためらっています。特に、いくつかの議論が単一点の根拠を古風で、真空管回路に追いやられたためです。何？多くのチャミングで、グラウンドプレーンを作成し、そのプレーンの最も近い利用可能なポイントへのすべての接続を作成する必要があります（必要に応じてビアを介して）。そうすることで、見た目がよりクリーンでシンプルなレイアウトになります。しかし、何年にもわたって「シングルポイント」のルートをたどり、大部分が成功した（つまり、非常に安定した）設計であったため、変更するのをためらっています。特に、いくつかの議論が単一点の根拠を古風で、真空管回路に追いやられたためです。何？特に、いくつかの議論が単一点の根拠を古風で、真空管回路に追いやられたためです。何？特に、いくつかの議論が単一点の根拠を古風で、真空管回路に追いやられたためです。何？ とにかく、とにかく調べてみると、このテーマに関する私の研究では、このテーマについて2つの陣営が示されているように見えました。議論の1つは、切れ目のないグランドプレーンが利用可能な場合、常に優れているということです。もう1つの議論は、高周波回路の場合はグラウンドプレーンの方が良いが、低周波回路（オーディオを含む）の場合は、主にグラウンドループを回避するために、シングルポイントアース方式の方が良いということです。 もちろん、プロトタイプのコストにより、今回はできれば2層ボードに制約されているため、まだジレンマがあります。つまり、私の疑似グラウンドプレーンは、せいぜい銅の配線であり、あちこちにある短いトレースによって壊れているということです。しかし、ルールにその複雑さまたは可能性のある例外を追加する前に、この特定の質問を一般的な議論のために出しておきたいと思います。OPアンプを含むオーディオデザインの場合、シングルポイント "のグランドスキームは、最善の方法です。単純な「グランドプレーンへの最も近いパス」の方が良い（または少なくとも適切な）選択です。 例として、これらの2つの階層化されたスクリーンショットは、同じボードの2つの合理的に類似したバージョンを示していますが、実際には約4 "x 2.5"です。最初の例では、AGNDとラベル付けされた単一のパッドで頂点に達するボードの両側に長いトレースがたくさんあります。2番目はほぼ同じ回路ですが、今回は青い銅の不良領域がアナロググランドネットの一部であるため、これらの長いトレースはすべて、グランドプレーン/銅の注ぎ口に最も近いパスが優先されます。他のレイアウトの問題について考えられる可能性のあるすべての批評は別として、これは単なる例です。私は本当にこの議論を元の質問に限定したいと思います。 一点地上バージョン グランドプレーンバージョンへの最も近いパス
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オペアンプの緩和発振器が発振しないのはなぜですか？
オペアンプを使ったリラクゼーションオシレーターを設計しました。50Hzで発振するはずですが、発振しません。物理回路を作成していないので、CircuitLabでシミュレートしようとしています。 回路図の回路要素の値を使用して発振周波数を計算しました。 f=（Tc+Td）− 1= 50.17 Hz。f=（Tc+Td）−1=50.17Hz。 f = \left( T_c + T_d \right)^{-1} = 50.17Hz. どこ、 TcTcT_c そして TdTdT_d それぞれコンデンサの充電時間と放電時間です。 Tc= R Cln⎛⎝⎜⎜⎜（+ 12 V）−R2R1+R2（− 12 V）（+ 12 V）−R2R1+R2（+ 12 V）⎞⎠⎟⎟⎟= 9.97 m s 、Td= R Cln⎛⎝⎜⎜⎜R2R1+R2（+ 12 V）− （− 12 V）R2R1+R2（− 12 V）− （− 12 V）⎞⎠⎟⎟⎟= 9.97 m s …
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オペアンプの「位相マージン」パラメーターは何を意味しますか？
MCP6072のデータシートを読んでいました。「位相マージン」というパラメータを見ました（4ページの表1-2）。私の知る限り、「位相マージン」は制御工学用語であり、ゲインが1の場合の入力と出力の間の位相差を意味します。オペアンプの用語でこの用語の意味がわかりません。このオペアンプの標準的な位相マージンは57 oです。それはどういう意味ですか？
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増幅と-3dB
次の2つの回路があります。 「通常の」OPAMP（コンデンサなし）では、回路の増幅率を計算する方法がわかります（）。しかし、これらの2つのコンデンサでどうすればよいですか？しかし、-3 dBポイントが両方の回路のどこにあるかをどのように計算しますか？A =UU I TUI NA=UuitUinA=\dfrac{U_{uit}}{U_{in}}
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神秘的なオペアンプのノイズ
非常に優れたオペアンプ（AD8551）を使用して、非常に小さな信号（2倍、10倍、100倍、1000倍のゲイン）を動的に増幅しています。 問題は、100倍と1000倍のゲインで顕著なノイズレベルがあり、奇妙な一定の形状をしていることです。 安定性の低い電源で回路に電力を供給し、アンプの入力をGNDに接続すると、次の図に示すように、1000xで大きなノイズレベルが発生します。 より安定した電源で回路に電力を供給した場合、ノイズは同じ波形で1000倍のままですが、振幅は低くなります。そして、どの電源を使用しても、奇妙な形のノイズは消えません。 私のAD8551のPSSRは130 dB なので、入力のバイアスに使用されているTL431が故障している可能性があると思いました。そのため、オペアンプ用に安定性の低い電源を残し、TL431にはより良い電源を使用しましたが、出力は同じです。TL431のカソードの抵抗の電圧を安定化しても、何も変化しません。 以下の画像は、内部ADCを備えたマイクロコントローラーによってサンプリングされた出力です。1000xでわかるように、出力はほぼフルレンジでスイングします。このテストで100xが欠落している理由は、1MΩR21を100KΩ抵抗に、1KΩR66を100Ω抵抗に置き換えた結果、1.1X、2X 10Xおよび1000Xの増幅になったためです。AD8551の入力バイアス電流の定格が最大2nAであっても、フィードバック抵抗R21が大きすぎてオペアンプの負の入力をバイアスできないのではないかと心配していました。この変更により、ノイズの振幅がわずかに減少しました。 オペアンプのPSRRが130 dBであっても、Vccは完全に静かでなければなりませんか？この問題の原因は入力バイアスですか？ 特にオシロスコープにアクセスできないので、わかりません。私が持っているのは、SDカードに保存されたマイクロコントローラーからの測定値だけです。
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温度センサーとしての1N4148の使用
次の回路で熱を感知するコンポーネントまたは熱センサーとして機能するコンポーネントを知ることができますか？この図では、1N4148ダイオードがセンサーとして機能すると言われています。でも基本的にはツェナーダイオードなので、温度変化を感知できるとは思いません。この回路は機能するモデルを提供しますが、センサーは私にとって謎のままです。手伝ってくれませんか？
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電圧の平方根の抽出
入力電圧の平方根の係数である電圧を生成する回路を見つけようとしています。すなわちVO U T（t ）= KVI N（t ）−−−−−√Vout(t)=KVin(t)V_{out}(t) = K\sqrt{V_{in}(t)}。係数Kは無関係です。 このページの一番下の回路を見ました。問題は、MOSFETを使用しており、出力を予測する式にはさまざまなパラメーターが必要なことです。μん、Co x、Vトンの時間μn,Cox,Vth\mu_n, C_{ox}, V_{th} （同じモデルのデバイス間でも大きく異なると思うものもあれば、データシートから見つける方法がわからないものもあります） 必要なコンポーネントを購入する前に、出力が一貫していて予測可能な代替回路を見つけたいと思います。 Kが無関係であると私が言ったとき、必要に応じて後で定数係数で出力を増幅できることを意味しました。ただし、一貫性があり予測可能である必要があります。
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の重要性は何ですか
TIアプリケーションノートから、オペアンプ付きのRFおよびIFアンプ： 情報筋によると、「39-pFのコンデンサーはピーキングを提供して一部の高周波ロールオフを補償しますが、それを取り除いてロールオフと共存させることでより良いIP3パフォーマンスを達成できます。」取り残されたと考えてみましょう。 2つのオペアンプステージ間の抵抗はどのような働きをしますか？の選択50 Ω50Ω50\Omega 伝送ラインについて考えさせられますが、このアンプは約300 MHzまでの使用可能な帯域幅を持っているため、波長は1メートル程度であり、ステージ間の距離よりもかなり長くなっています（デュアルオペアンプパッケージです）。したがって、ここでの反射は無視できるほど速くなります。 さらに、入力と出力はそれぞれ抵抗で終端されています。接続されたケーブルが伝送ラインと見なされるのに十分な長さであり、これらの抵抗がそのラインに終端を提供していると想定するのが妥当です。しかし、なぜで終了し、両方の端？他の回路が同じことをしていると仮定すると（入力と出力を終了する）、これは電圧を半分に減らすのに役立ちませんか？これは、アンプにとっては逆効果のようです。利点は何ですか？50 Ω50Ω50\Omega
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+/- 1ゲイン回路の対称性を向上させる方法は？
電圧制御された振幅の方形波を得るために、次の小さな回路を作成しました。 残念ながら、否定するときは-Vinからわずかにオフセットされます。 これは、BJTが完全に地面に引っ張られていないためだと思います。 この回路の対称性を改善する簡単な方法は何ですか？理想的には、正側と負側の間の1mV未満の誤差を狙っています。
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センサーから特定の電圧に達したときに電源を切る方法は？
いくつかの1300mAhセル用にシンプルなNi-Cd充電器（基本的には0.1C電流源）を構築しました。これは、セルで特定の電圧に達したときに停止する必要があります。オペアンプを使用してスイッチを設計しようとしましたが、電流源がセルに印加している電圧を、カットオフをトリガーするはずだった電圧に制限するだけです。オペアンプによって駆動されるリレーを使用できることはわかっていますが、実際には使用しません。 それでは、特定の電圧に達したときにどのように電源を遮断できますか？ ここに私があなたにアイデアを与えるためにしたことの概略図があります。
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