オシロスコープキット(06204KPL)用 DC~1MHz 10倍アンプ 3

    電子工作
    05 /17 2015
    前回の回路の電源を抵抗分圧式レールスプリッターにして試してみました。
    GAIN_10_AMP_14.png
    分圧抵抗値は負荷抵抗(今回の回路ではフィードバック抵抗)の約3倍(47kΩ)と1/35(470Ω)でやってみた。

    全体の等価回路はパスコンを除いて下図のようになる。
    (正確には-側からのVRの接続もある。)
    GAIN_10_AMP_13.png
    負荷抵抗RLに比べて分圧抵抗値が大きいと
     最大振幅が低くなる
     仮想グランドの電位が大きく変わる
    ということになる。

    今回の回路では
    電源±7.5Vに対して最大振幅は±0.6Vと小さい。
     また、負荷抵抗(フィードバック抵抗)が16.6kΩなので最大電流も36uAと少ない。
    仮想グランドの電位は動いてもそれに応じてオペアンプが出力するので原理的には問題ない。
    ただ、動かない方がオペアンプが楽そう?な気がするし歪率という点で差が出るかもしれない。
    従って基本的には問題ないはず。

    10倍アンプにはLF357を使った。

    入力波形
    GAIN_10_AMP_15.jpg

    アクティブ(LF411使用)なレールスプリッター使用時
    GAIN_10_AMP_16.jpg
    10倍に見えない気もするが、(入力)波形は上下のピークで1ドットづつのサンプリング誤差があし、オシロの電圧レンジの違いによる誤差もあるので微妙なところ。 (勿論テスターを使ってDCで10倍に調整してある。)

    47KΩで分圧
    GAIN_10_AMP_17.jpg

    470Ωで分圧
    GAIN_10_AMP_18.jpg
    元々の入力信号が安定してないこともあり、抵抗分圧式でも目視で分かるような明らかな差異はない。

    試しに抵抗分圧での仮想グランドを観測してみた。
     電源のマイナスと中点の間をACカップリングで観たもの。
     DCカップリングでの確認もしてあります。
    GAIN_10_AMP_19.jpg
    僅かなノイズが見えるだけ。
    時間軸を長くしていくと段々と波が見えるようになる。
    恐らくAC/DCのリップルだと思われる。
    つまり、出力電圧による影響は観られない。

    先の説明と話が違うが、それは
    電源に充分な容量のパスコンが入っており、上下対称な波形の場合は平均化されてグランド電位が変動しないからである。
    但し、非対称な波形、+か-へのパルス、DCと非常に低い周波数では変動が起こる。

    今回の回路ではAC/DCを使って抵抗分圧式レールスプリッターの電源でも問題なさそうである。
    AC/DCからのノイズを減らすために入力にLCのフィルターを入れるとより良いかもしれない。

    注:全ての抵抗分圧式レールスプリッターが大丈夫という話ではありません。
    特に負荷抵抗RLが16、32Ωと低いヘッドフォンアンプ等では分圧抵抗値とコンデンサの容量はよく検討した方が良いでしょう。

    続 く
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