2018年1月5日金曜日

Tr回路の実験 OPAMP+エミッタフォロワ その2

実験編です。

両電源の場合


回路図

ブレッドボード図


OPAMP: NJM4580D
Tr: 2SC1815GR
電源デカップリングコンデンサ: 10uF x 2
信号源: PCM5102Aファンクションジェネレータ+4次バターワースLPF 
電源電圧: +4.53V / -4.50V

シミュレーションでは、R4=100Ω、RL=220Ωでうまくいきましたが、負荷を軽くしてR4=100Ω、RL=1kΩとしても発振してしまいました。


ch1:IN ch2:OUT

IN、OUTとも波形の線が太くなっています。

ためしにエミッタ抵抗R4を470Ωにすると発振せず。R4=470Ω、RL=1kΩ。


ch1:IN ch2:OUT

負荷を重くしてRL=470Ωとすると


ch1:IN ch2:OUT

下側がクリップした上に、ふたたび発振波形が現れています。ブレッドボードで実験すると信号源のケーブルを(空中で)出力側付近に引き廻したりややこしい状態にするとかんたんに発振してしまって、なかなか不安定です。

位相補償用の10pFのCの値を100pFにしてみましたが効果はあまりないようです。

R4=470Ω、RL=470Ωのまま、Q1のベースのポイントを測定すると


ch1:IN ch2:Q1のベース

Q1のベースのポイント(ch2)では発振波形は見られませんが、かなり歪な波形になっています。

LTSpiceでR4=470Ω、RL=470Ωとしてシミュレーションしてみると


実験と同様、-1.6Vあたりを境に波形が大きく歪んでいます。この歪を負帰還によって補正しているので発振しやすくなっているのかもしれません。

単電源の場合


回路図

ブレッドボード図


OPAMP: NJM13404
Tr: 2SC1815GR
電源デカップリングコンデンサ: 10uF x 2
信号源: AD9833ファンクションジェネレータ(バイパス出力)
電源電圧: +9.00V

単電源の場合はR4=100Ωとしても、クリップが見られません。

RL=100Ωの場合

ch1:IN ch2:OUT

RL=47Ωの場合

ch1:IN ch2:OUT

RL=47Ωとした場合、線が太くなっているので発振している可能性はあります。

周波数特性を見るために入力信号波形を300kHzとすると(RL=47Ω)


ch1:IN ch2:OUT

ch2が三角波に近い波形になりました。

以前「AD9833ファンクションジェネレータの構想」でAD9833とNJM13404を組み合わせた場合の波形をとってありましが、この時と同じような波形のなまりだと思います。

OPAMP+エミッタフォロワの構成だと、やはりOPAMPの周波数特性が回路全体の周波数特性に大きく影響するようです。

Q1のベース(RL=47Ω)

ch1:IN ch2:Q1のベース

Q1のベースの波形は両電源の場合とは違ってほとんど歪が見られません。

LTSpiceでR4=100Ω、RL=47Ωとしてシミュレーションしてみると


シミュレーションでは少し歪が出ています。

OPAMP+エミッタフォロワの回路は単電源の方が使いやすいと言えると思います。