オペアンプによる信号増幅回路の実践例

オペアンプを用いた信号増幅回路の実践例

オペアンプは、電子回路において非常に重要な役割を果たす部品です。ここでは、オペアンプを用いた基本的な信号増幅回路の実践例をいくつかご紹介します。これらの回路は、電子工作の初心者の方にも理解しやすいように、できる限り詳しく解説します。

1. 非反転増幅回路

非反転増幅回路は、入力信号を同じ振幅で増幅する回路です。これは最も基本的なオペアンプ回路であり、オペアンプの動作を理解するための良い出発点となります。

回路構成:

R1 (入力抵抗)
R2 (フィードバック抵抗)
オペアンプ (増幅回路)
接地

回路動作:

入力信号が R1 を通ってオペアンプのインバータ入力に印加されます。オペアンプは、入力電圧と出力電圧の差をゼロにしようとするため、出力電圧が入力電圧と同じ符号になります。R2 は、オペアンプの出力電圧を調整するために使用され、増幅率を決定します。

増幅率の計算:

増幅率 A は、以下の式で計算されます。

A = 1 + (R2 / R1)

反転増幅回路は、入力信号を90度位相シフトで増幅する回路です。非反転増幅回路と同様に、オペアンプの動作を理解するための良い出発点となります。

回路構成:

R1 (入力抵抗)
R2 (フィードバック抵抗)
オペアンプ (増幅回路)
接地

回路動作:

入力信号が R1 を通ってオペアンプのインバータ入力に印加されます。オペアンプは、入力電圧と出力電圧の差をゼロにしようとするため、出力電圧が入力電圧と逆符号になります。R2 は、オペアンプの出力電圧を調整するために使用され、増幅率を決定します。

増幅率の計算:

A = -R2 / R1

差動増幅回路は、2つの入力信号の差を増幅する回路です。この回路は、微弱な信号を検出したり、ノイズの影響を軽減したりするために使用されます。

回路構成:

R1 (入力抵抗1)
R2 (入力抵抗2)
R3 (フィードバック抵抗)
オペアンプ (増幅回路)
接地

回路動作:

2つの入力信号が R1 と R2 を通ってオペアンプのインバータ入力に印加されます。オペアンプは、2つの入力信号の差を増幅します。R3 は、オペアンプの出力電圧を調整するために使用され、増幅率を決定します。

増幅率の計算:

増幅率 A は、以下の式で計算されます。

A = -R3 / (R1 - R2)

これらの回路は、オペアンプの基本的な動作を理解するための出発点です。これらの回路を実際に組み立てて、信号の増幅効果を観察してみてください。