質問: オペアンプとスイッチング回路 ノイズの乗ったsin波形(2入力)をオペアンプに入力して増幅し、トランジスタでスイッチングし、方形波に変換して出力したいのですが上手くいきません。 ●使用部品● 2sc4738(トランジスタ):スイッチング用 nju7016(オペアンプ):増幅用 tk73400t(レギュレータ):電源作成用 各種抵抗(可変含む)とコンデンサ ●回路構成● 外部電源供給6vを作成し、レギュレータに投入。 抵抗、コンデンサ各種を取り付けて5vが作成されるのを確認。 また、外部電源から抵抗で分圧して別電源5vを作成。 レギュレータの電源をオペアンプのvddに供給。 in+に別電源5vを投入し、in-に抵抗5.6kと可変抵抗10kを接続し、sin波入力をつなげる。 outには100k抵抗をつなぎ、in-と接続する。 outから直接線を飛ばして10k抵抗をはさみ、トランジスタのベースに接続する。 エミッタ接地にして、コレクタから信号出力を出す。 また、コレクタにプルアップ抵抗10kを付け、レギュレータからの5v電源を接続する。 ●測定● 信号を入力と比べ、オペアンプのoutから出力される波形は減衰されていた。 信号出力では波形自体が現れなかった。 スイッチング用のトランジスタがonになったままのようでした。 回路知識に関してはまだまだ未熟なもので、回路構成自体が間違っているかもしれません。 オペアンプのオフセットが関係すると思うのですが、詳しくはよくわかりませんでした。 抵抗や電圧の選択もイマイチよくわかっていないので、決定方法など教えていただけたらいいのですが。 オペアンプもトランジスタも現在勉強中なので、至らないところは多々あると思いますがお願いします。
回答: tanceです。 入力のサイン波は2.3vを中心に0.4vppの振幅と考えてよろしいですか? (400maとのことですが、これだと意味が不明です) それならin+の電圧は2.3vにするべきです。 ただ、周波数も測れないようなノイズの多い波形をそのままアンプしても 信号とノイズが一体となったまま振幅が大きくなるだけです。 お考えの抵抗値ではおそらく出力は飽和します。(10kの調整によります) 飽和を利用して矩形波を得るという手法は確かにありますが、この場合 まずノイズを減らさないとどうにもなりません。 アンプしてスイッチして・・・というのは丸い波形を四角くする目的 に使います。ガサガサのノイズが四角くなるわけではありません。 ノイズを含んでいてはその中の信号だけ都合良く取り出すことはこの 構成では無理です。 まず、フィルターでノイズと信号を分けられるのかを検討してください。 分けられるのなら、最初にフィルターを通します。フィルターも 信号の帯域とノイズの帯域によってフィルターの構成も様々になります。 フィルターを通して、ノイズの少なくなった波形をアンプやトランジスタ で矩形波化することになります。その際、アンプというより、 ヒステリシスを持ったコンパレータの構成にした方が良いと思います。 これである程度の振幅のノイズが残っていたとしても取り除くことが できます。 最後のトランジスタはなくても良いくらいのものです。 出力の矩形波と元波形との位相やデューティ比など、気にしなくては ならないことがいろいろありますが、これらは矩形波の目的がわからない と何ともいえません。