オペアンプ NJU7062の駆動能力を見る

2023年4月26日:出窓：鯉のぼりを振れたらというリクエスト
ここでの、小型サーボを使っての駆動実験は失敗。
この波形発生(sin波)に使ったのが
　　　日清紡マイクロデバイスのNJU7062
秋月扱いで80円。
3～16V電源で低オフセットだし、あれこれ工作に使えるか
と思ったのですが、思わぬ落とし穴が報告されています。
　　・オペアンプNJU7062を使うのは難しい：釣り師のつれづれ日記

なにがアウトなのか・・・出力電流が取れないのです。
　　・アンプを構成したとき、帰還抵抗の値を小さく
　　　できない。
　　・負荷抵抗が小さいと欲しい出力電圧が出てこない。
と、出力の駆動能力が弱いと、何かと制限が出てきます。

それを確かめてみました。　検証に使った回路は
　　・単電源オペアンプの入出力特性を調べる
　　　　※この時は「無負荷」でしか調べていません。

そこで、今回は
　　LMC6482　　・・・　秋月での扱い停止
　　MCP6022　　・・・　低オフセット品
　　そしてNJU7062。
この３つのオペアンプの出力に
　・GND側に負荷抵抗を入れる。
　・電源(+5V)側に負荷抵抗を入れる。(プルアップ)
と、負荷抵抗をつないだ時の挙動を調べてみました。

まずはLMC6482とMCP6022。
　　　（クリックで拡大↓）

両方とも安心して使えるレベルです。
　　※オフセット電圧が小さいので、黄色線：入力と
　　　緑色線：出力がほとんど重なっています。

そしてNJU7062

GND側に入れた負荷抵抗、抵抗値が小さくなると
出力レベルがずずずずっと下がってしまい、
　　「こりゃあかんわ」
状態に。
　　33kΩはなんとか。
　　10kΩになるともうあかん。
　　※抵抗をプルアップするように入れた時、
　　　つまりLに引っ張るほうはまだましですが。

NJU7062を使う時は、この特性に注意が必要です。

※追記
11倍の非反転アンプを組んで、帰還抵抗の値を
変えて出力の様子を比較してみました。

A1は10k・100kで。　A2は1k・10kで11倍増幅。
試したのはLMC6482とLM358、そしてNJU7062。

こんな結果です。


LMC6482は頑張ってフルスイング。
LM358は、1k・10kでも10k・100kでも
およそ3.7Vで頭打ちに。
NJU7062は1k・10kだと、2.2Vくらいで
飽和しちゃいます。


※さらに追記
　　・トランジスタ技術2023年6月号
10日発売ですが、年間購読している人には
ゴールデンウィーク中に届いているかと。

今号の特集「作る！わかる！USB Type-C＆電源」
この第2章に
　「どっち向きもOK！USB Type-C電圧・電流モニタ」
という製作記事があります。
この中でNJU7062にが使われていました。

ハイサイド側に入れた電流検出抵抗(0.1Ω)の
電圧ドロップをNJU7062を使った差動アンプ
で10倍増幅して1Aで1Vを得ようという目論見です。

こんな回路。


差動アンプを構成する4本の抵抗は「1k・10k」の
組み合わせです。
　　「ちょっと重いんじゃないか？」
と、「10k・100k」のと比較してみました。

オペアンプの電源は非反転入力側電圧と同じ
になるので、反転入力側の電圧をちょっとだけ
下降させます。

 
電流が流れるか流れないかの、出力「0V」付近
が問題になるので拡大して観察します。

1k・10kの抵抗だと30mVほどの残留電圧が見えます。
10k・100kだとそれが2mVほどに。
30mVということは測定電流値は約30mA。
基準電圧5Vで10bit分解能のArduino UNOでの
測定ということですので、30mVは6/1024。
0.6%ほどの不感帯が生じることになります。

　　※このトラ技には私の記事も。
　　　トラ技Jr.コーナ
　　　 回路の通電確認に便利な0.1mA精度
　　　USB接続電流計の製作
　　　　※タイトルにUSBという文字が
　　　　　入っちゃいましたが、USBとは
　　　　　直接の関係はありません。