質問: オペアンプ(微分器、積分器)の周波数特性の測定について オペアンプと抵抗、コンデンサを1個ずつ用いた微分回路、積分回路を組んでみたのですが、周波数特性の測定において、入力電圧(正弦波)の振幅を1[v]一定にして周波数を変化させたときの出力電圧を測定しよう思ったのですが、周波数を変化させると入力電圧の振幅も1[v]から少しずつ変化していき、1[v]に合わせ直す必要がありました。この、周波数が変化したとき入力電圧の振幅も変化する原因がよく分かりません。ちなみに抵抗値は積分器のとき10[kω]、微分器のとき100[kω]、コンデンサは両者とも1[pf]を用いました。また、入力の正弦波は発振器から取り出し、入力電圧、出力電圧の振幅はオシロスコープの波形から読み取りました。 もし分かる方や、こうじゃないかという意見をお持ちの方がいらっしゃいましたら教えてください。よろしくお願いします。
回答: 発振器の出力に何もつなげない状態で、発振周波数を変えたときに出力電圧が変動しないかをまず確認してください。 コンデンサが 1pf と、とても小さいのが不思議なのですが、これだと、微分器のカットオフ周波数は 159mhz、積分器のカットオフ周波数は 15.9 mhz となります。入力信号を、これらの周波数以上にしないと、微分動作や積分動作を測定できないと思いますが、この周波数でちゃんと動作するopアンプをお使いでしょうか?(これは入力電圧の変動とは無関係ですが)。 このように比較的高い周波数では、発振器から回路までの配線に注意しないと、回路の入力信号の振幅がおかしくなることもあります。発振器の負荷設定(出力インピーダンス)が 50ω なら、下図のように、発振器から回路までの配線に、特性インピーダンスが 50ω の同軸ケーブルを使い、終端に 50ω の抵抗をつけて、インピーダンス整合をちゃんととってください。また、インピーダンス整合がとれていても、同軸ケーブルが長すぎると信号が減衰しますので、あまりに細い同軸ケーブルは避けてください(同軸ケーブルとシールド線は全く違うものなので注意)。 ┏━━━━┓ ┏━━━━━━━┓ ┃発振器 + ┠○== 同軸ケーブル==○─┬─┨微分器/積分器 ┠─ ┃zo=50ω -┠┘ │ 50ω ┗━━━┯━━━┛ ┗━━━━┛ └─┴─────┘