2017年1月11日水曜日

単電源OPAMPの非反転増幅回路で100倍増幅してみる ブレッドボードで実験

この間LTSpiceでシミュレーションした回路をブレッドボードで実験した。

回路図


<追記:2017.01.11>R1は100kΩではなく、10kΩです。</追記>

ブレッドボード配線図




9V電池の電源を10kΩ/BのPOTで分圧して0~9Vの電圧を取り出し、100Ωと10kΩのRで約1/100に減圧して、約100倍の非反転増幅回路に入力した。

R1    100.0
R2    9,986.0
A=1+(R2/R1)    100.9

LM358 電源電圧:9.51V

入力電圧(mV) 出力電圧(mV) 理論値(mV) err(mV) err(%)
0.0 95.3 0.0 95.3 #DIV/0!
10.1 1,124.0 1,019.1 104.9 10.3%
20.1 2,120.0 2,028.1 91.9 4.5%
29.9 3,110.0 3,016.9 93.1 3.1%
40.0 4,130.0 4,036.0 94.0 2.3%
50.1 5,160.0 5,055.1 104.9 2.1%
60.0 6,160.0 6,054.0 106.0 1.8%
70.0 7,170.0 7,063.0 107.0 1.5%
80.0 8,010.0 8,072.0 -62.0 -0.8%
90.1 8,000.0 9,091.1 -1,091.1 -12.0%

NJM13404 電源電圧:9.45V

入力電圧(mV) 出力電圧(mV) 理論値(mV) err(mV)
0.0 1.6 0.0 1.6 #DIV/0!
10.2 900.0 1,029.2 -129.2 -12.6%
19.9 1,890.0 2,007.9 -117.9 -5.9%
30.2 2,930.0 3,047.2 -117.2 -3.8%
39.9 3,930.0 4,025.9 -95.9 -2.4%
50.0 4,940.0 5,045.0 -105.0 -2.1%
60.0 6,060.0 6,054.0 6.0 0.1%
70.1 6,970.0 7,073.1 -103.1 -1.5%
80.0 7,980.0 8,072.0 -92.0 -1.1%
89.9 8,650.0 9,070.9 -420.9 -4.6%

NJM2742 電源電圧:9.39V

入力電圧(mV) 出力電圧(mV) 理論値(mV) err(mV)
0.0 161.4 0.0 161.4 #DIV/0!
10.1 1,092.0 1,019.1 72.9 7.2%
19.9 2,060.0 2,007.9 52.1 2.6%
30.1 3,030.0 3,037.1 -7.1 -0.2%
40.2 4,120.0 4,056.2 63.8 1.6%
50.2 5,100.0 5,065.2 34.8 0.7%
60.0 6,110.0 6,054.0 56.0 0.9%
70.2 7,080.0 7,083.2 -3.2 0.0%
80.2 8,118.0 8,092.2 25.8 0.3%
89.8 8,570.0 9,060.8 -490.8 -5.4%

NJU7032 電源電圧:9.41V

CMOSタイプのフルスイングのOPAMPで入力バイアス電圧が高そうだが、一応テスト。


入力電圧(mV) 出力電圧(mV) 理論値(mV) err(mV)
0.0 106.7 0.0 106.7 #DIV/0!
9.9 1,009.0 998.9 10.1 1.0%
20.0 2,090.0 2,018.0 72.0 3.6%
30.1 3,060.0 3,037.1 22.9 0.8%
39.8 3,990.0 4,015.8 -25.8 -0.6%
49.9 5,050.0 5,034.9 15.1 0.3%
60.0 5,990.0 6,054.0 -64.0 -1.1%
69.9 6,940.0 7,052.9 -112.9 -1.6%
80.1 7,840.0 8,082.1 -242.1 -3.0%
89.9 8,610.0 9,070.9 -460.9 -5.1%

グラフ

LM358 (定番)


全体に理論値より上振れしている。8V付近で出力は頭打ち。

NJM13404 (改良版)


下振れぎみ。0V付近はLM358より良好。8V付近で出力電圧低下。

NJM2742 (高速)


0V付近で誤差が大きい。

NJU7032 (CMOSフルスイング)


入力バイアス電圧はまあまあ。5V以上で出力電圧が低下。

メモ:


0.1Ωのシャント抵抗を使うと100mAのとき10mVなので低い電圧での精度が大事。入力バイアス電圧をキャンセルできればいいが、まあ、今回はそこそこの精度でいいか(^q^;