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オペアンプの基本 その8 

オフセット2

 


    8.単一電源の場合の入力オフセット電圧

     

    最近、オペアンプを使った回路でも単一電源回路(殆どが「+」電源)が多くなってきています。

    オペアンプの出力をマイコンのAD入力に接続する場合は、マイコン回路が単一電源なのでオペアンプ回路も殆どの場合単一電源回路が使われています。

    単一電源の場合の入力信号も単一極性(電源と同じ極性)の場合が多く、非反転増幅器、もしくは差動増幅器が多く使われています。

     

    オペアンプの入力オフセット電圧は個体差による「±」がありますが、電源が単一なので入力オフセット電圧と逆の電圧を加えて補正する方法は取れません。入力オフセット電圧が「+」側にあった場合は補正電圧には「−」側電圧が必要ですが、「−」側電圧がないからです。

    そこでオペアンプ回路自体で入力オフセット電圧を補正するのではなく、後段で補正する方法を取ります。

    オペアンプの出力をマイコンのAD入力に接続する場合を例にとると、信号電圧を検出する期間と入力オフセット電圧を検出する期間を設けてやります。信号電圧には入力オフセット電圧を含んでいますの、検出された入力オフセット電圧を差し引いて正しい入力電圧を取得します。



    代表的な事例として、作動増幅器の入力オフセット検出回路を 図8−1 に示します。

    信号検出と入力オフセット電圧の検出を、CMOSロジックICであるアナログスイッチ、4066で切り替えます。

    外部印加電圧 Vs は最大入力オフセット電圧の 1.5倍に設定すれば良いのですが、オペアンプのローサイド(0V側)に飽和電圧がある場合はその分を加えておきます。単一電源型のオペアンプの場合は出力負荷抵抗によって異なりますが 0.5V以下位なので、Vs は 0.5Vに設定します。

    抵抗 R7は R5 と R6 を並列にした値に設定します。差動増幅器の抵抗のバランスを維持するためのものです。

     

    単一電源で使用する差動増幅器の場合に、基準電圧をマイコンAD回路の中間電圧(5Vがフルレンジの場合は 2.5V)にとることが多くあります。そうすることで入力電圧、「Ei2−Ei1」を「±」の範囲で使えることになるからです。その場合は Vs をマイコンAD回路の中間電圧に設定して、アナログスイッチのグランド側を Vs に接続します。

    入力電圧範囲を「+」の範囲でしか使わない場合は 図8−1 の Ei1 側端子をグランドに接続します。また、Ei1 側のアナログスイッチも不要になります。




     

     

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