OpAmp Circuit
実験課題:演算増幅回路(全1回)
実験課題「演算増幅回路」の実験手順について書かれています。
注意:あらかじめ、実験に必要なデータ記録用紙、グラフ用紙等を準備してお
くこと。
一般にオペアンプの電源は、+側電源と−側電源が必要である。そこでこの実
験では、机上に用意されている定電圧電源装置を2台使用する。
準備
まず、一つの電源装置の−端子とGND端子(中央にある+ねじの端子)をショー
トバーで短絡して、これを+側電源(−接地)とし、他方の電源装置は、+端
子とGND端子をショートバーで短絡し−側電源(+接地)とする。その上
で、この2台の装置のGND端子を互いに結んでこれを共通GND(0V)と
する。
次に、各電源装置の電圧をテスタにより+15Vおよび−15V(いずれもGNDを基
準とした電圧)に設定した後、以下の実験を行う。
注意
本実験の交流周波数帯では電圧測定にテスタは使用できないので、オシロスコープで振幅を測定する。
実験1:反転増幅回路
図1の回路を作製せよ。なおIC(LM741)のピン配置は、この章のテキストの
付録を参照すること。
図1:反転増幅回路
- 最初に、作製した回路の直流入力電圧による増幅率を測定する。入力信号
として、直流電圧−10V〜+10Vの電圧(3台目の定電圧装置を利用する)
を与えて、入力と出力の電圧をテスタで10点ほどグラフに表わしながら測定し、
その結果から増幅率を求めよ。またこの結果を、使用した抵抗の値(テスタに
より測定せよ)から計算した理論値と比較せよ。
- 次に交流電圧の増幅率(周波数特性)を求める。交流入力信号源としては
ファンクションジェネレータにより、振幅1Vの正弦波を用いる。測定する
周波数帯域は100Hzから100kHzとし、入力波形と出力波形のピーク値を10点ほ
ど測定し、それぞれ増幅率を求め、周波数と増幅率の関係を片対数グラフで表
わせ。
注意:実験は1点測定するごとにグラフ用紙にプロットし、グラフ曲線が正し
く描けるように測定点の間隔が広いところは測定を追加し、密なところは測定
しないようにすること。また、グラフの折れ曲がり付近は多めに測定し、
どこから曲がり始めるのかを明確にせよ。
注意:入力波形の振幅は周波数を変えると変化することがあるので、毎回同一
の振幅になるように調整すること。
実験 2:周波数特性
図1の反転増幅回路において、振幅が1Vで、周波数1kHz、10kHz、100kHzの正
弦波を入力に印加し、それぞれの周波数毎に入力波形と出力波形を記録せよ。
注意:周波数レンジを調整し、入力波形をほぼ同一形状にして出力波形を観測
すると、出力波形の変化がよくわかる。
実験 3:加算回路
図2の回路を作製し、次の実験を行う。ただし固定抵抗R1 , R2 , R3は
10kΩ〜100kΩの間で、互いに異なる値のものを、出力波形の大きさを考慮して適当に選
択せよ。
図2:加算回路
(1)入力1として直流電圧−2Vを、入力2として振幅1V、周波数1kHzの三角波
を入力する。このときの入力と出力の波形を観測、記録せよ。
(2)使用した抵抗R1 , R2 , R3の値から設計値(理論値)を計算して(1)の結果と比較せよ。
検討課題
- 図3の回路の増幅率を求める計算式を示し、その値を計算せよ。
図3:検討課題回路
- 図4(a)の入力波形に対して、(b)の出力波形(利得0.5、同一位相)が得
られる演算増幅回路の一例を示せ。
(a)入力波形 (b)出力波形
図3:検討課題波形
2000.04.01.
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