オペアンプは、アナログコンポーネントを使用した回路の設計に関して非常に重要な役割を果たします。しかし、そのようなオペアンプベースの回路を実装している間、1つまたは複数のオペアンプが未使用のままになる状況があります。これにより、これらの未使用のオペアンプの1つまたはすべてに望ましくない動作が発生し、システム全体のパフォーマンスに影響を与えます。
この種の望ましくない動作を回避するには、未使用のオペアンプを適切に終端する必要があります。そうしないと、消費電力の増加やノイズの増加などの問題が発生する可能性があります。
それで、このチュートリアルでは、私は議論するつもりです
- 未使用のオペアンプを適切に終端する方法と追加の利点。
- オペアンプの構成が不十分だと、回路にさまざまな問題が発生する可能性があります。
- そして最後に、実際の回路のテスト専用のセクションがあります。
それで、それ以上の苦労なしに、始めましょう。
オペアンプの終端とは何ですか？
終了という用語を聞いた後、オペアンプを殺すことを考えているのなら、そうではないことをお伝えしましょう。オペアンプを終端するということは、デバイスが安定して動作できるようにオペアンプを構成することを意味しました。
オペアンプを終了することが重要なのはなぜですか？
- 未使用のオペアンプピンをフローティングのままにしておくと、予期しない電圧シフトが発生し、回路に予期しない動作が発生する可能性があります。
- 適切な構成により、RFIノイズを大幅に低減できます。
- ICの消費電力と消費電力も最小限に抑えることができます。
どのパラメータを考慮する必要がありますか？
入力コモンモード電圧範囲：入力コモンモードを超えると、オペアンプの入力セクションが損傷します。
入力差動電圧範囲：非反転入力ピンと反転入力ピンの間に印加できる最大電圧範囲として定義されます。これらの範囲を超えると、オペアンプの入力セクションが損傷する可能性もあります。
出力飽和：出力飽和は、オペアンプの出力が電源レールの近くで駆動されるときに発生します。飽和オペアンプは、不飽和オペアンプと比較して、常により多くの電流を消費し、より多くの電力を消費します。
出力飽和とEOSを回避するには、出力スイングを可能な限り制限する必要があります。ゲイン設定を低くすると、出力の飽和を防ぐことができます。
開ループゲイン：どのオペアンプにも非常に大きな開ループゲインがあるため、ループを閉じることが重要です。
負帰還は、安定した出力を達成するための非常に簡単で一般的な方法です。
これは基本的に、オペアンプを構成する前に考慮する必要のあるすべてのパラメータです。
回路のテスト
回路をテストするために、Texas Instrumentsの人気のあるOPA2134インストルメンタルアンプICを使用しますが、その前に、考慮する必要のある上記のパラメータのいくつかを見てみましょう。
このオペアンプの入力仕様のいくつかを見てみましょう。
データシートの表は、オペアンプの絶対最大定格を示しています。表内では、入力電圧範囲（V-）-0.7（V +）+ 0.7が指定されています。この定格は、非オペアンプの最大入力電圧範囲です。反転およびオペアンプの反転入力を超えてはなりません。
これで問題は解決しました。最初のテスト回路を見てみましょう。
回路をテストするために、meco 450B +マスタメーターとmeco108B +マスタメーターを使用しています。ここでは、meco 450B +マスタメーターが電流を測定し、meco 108B +マスタメーターが出力電圧を測定しています。
上の図は、私がテストしようとしている最初のテスト回路を示しています。しかし、最初に、単に電源を入れたときにオペアンプが消費する電流を見てみましょう。
上の画像からわかるように、それは約5.23mAです
最初の構成：
このICのデュアルオペアンプバージョンを使用しているので、そのうちの1つをゲイン1の非反転アンプとして構成し、回路のもう1つのピンはフローティングです。どのくらいの電流が流れているかを見てみましょう。 。
ご覧のとおり、オペアンプには約18.6mAの電流が流れます。
最初のオペアンプ構成では、オペアンプの非反転端子と反転端子がグランドに接続され、出力はフローティングのままになります。
構成が完了すると、私のmeco 108B +ムスティメーターは電圧を示す出力に接続され、私のmeco 450B +は電流を示す直列に接続されます。上の画像からわかるように、出力は高く、オペアンプは飽和状態になっています。状態、したがって、それはより多くの電力を消費しています。
これは、他のオペアンプと一緒に私のブレッドボードにあるこの特定のオペアンプの場合です。オペアンプの入力オフセット電圧が原因で、オペアンプの出力が低い場合があります。場合によっては、出力が高くジャンプしてから低くなります。
他の非常に高精度のインストルメンタルアンプでは、この構成は入力コモンモード範囲に確実に違反するため、入力セクションが損傷する可能性が高くなります。
2番目の構成：
上記の構成は、インターネット上で2番目に一般的な構成です。
この回路の実際の出力は上に示されています。
この構成でわかるように、オペアンプも飽和状態にあり、その引き込み電流は最初のものと同じです。場合によっては、オペアンプが両方の入力の入力コモンモード電圧範囲に違反しているため、オペアンプが数百mAの電流を消費することがあります。
3番目の構成：
2番目の構成が完了すると、最後の構成が完了します。
上の画像では、最後の構成が示されています。この構成では、非反転端子が分圧器に接続されており、オペアンプ自体が電圧フォロワとして構成されています。実際の出力を以下に示します。
この構成では、出力電圧が電源電圧の間にあることがわかります。したがって、この構成では、入力電源がコモンモード電圧範囲内にあることを確認します。
この特定のオペアンプの消費電流は高くなりますが、この構成では、データシートで指定されているすべての主要な推奨動作条件を満たすことができます。
- オペアンプは低ゲインで安定しています
- データシートで推奨されている入力仕様を正常に満たしています
- 出力電圧が飽和していない
- 消費電力と電力も安定しています
このトピックについて詳しく知りたい場合は、TaxusInstrumentsおよびmaximintegratedから入手できる優れたドキュメントがいくつかあります。
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