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2024年5月30日 (木)

非反転アンプ 3kΩと27kΩの抵抗

何に使うかは装置が返ってきてから説明しますが、
「ちょいと可変ゲインの交流アンプが欲しい」案件
が出てきまして、回路をでっち上げました。
  ※入力信号は電源周波数

可変ゲインといっても、ボリュームを回して合わし
込むのじゃなく、固定ゲインのジャンパを切り替え
るという仕掛けにしました。

とりあえず、「x5 x10 x20 x50 x100」5段。
  ※ゲインを欲張っても、ノイズ対策に
   シールドやフィルタがほしくなるだろし、
   お手軽に100倍までで。
非反転アンプを単電源で動かします。
こんな回路が基本です。
X1_20240530120001
R1の値を固定してゲインを変えるとなると、R2を
(ゲイン - 1)倍の抵抗にしなくてなりません。
  ※反転アンプだとゲイン倍の抵抗

その時の選択基準は、
 ・E12系列の抵抗で
   E24はやむを得ないとき
 ・抵抗の合成、2本は許容できる
てなところでしょうか。

例えば、10倍のゲインを得ようとすると、
抵抗比は9倍。
9倍になる抵抗の組み合わせは
  2kΩ:18kΩ
  3kΩ:27kΩ
この二つ。
  ※3kはE12じゃなくE24の仲間だけど
   切りが良いので常用。
ここで、2kと3kを比べると3kのほうが使い勝手
が良いのです。
今回の5段ゲイン切り替えだと、こんな具合に
なります。
X2_20240530120101
9倍だけでなく、抵抗の直列合成でも「27kΩ」の
抵抗が出てきます。
  57kだと47k+10kや56k+1k。
  147kだと100k+47k。
  なども使えますが・・・
  同じ値のを使う方がなにかと便利。
今回の回路、ゲイン切り替えジャンパ部はこんな
様子です。
X3_20240530120201
※参考
正確な抵抗比が必要な時に便利な、E24の数値の相対比率表:ラジオペンチ
   3k:27kが出てきます。
E24系列の直列/並列抵抗値一覧表
   ↑これも便利

※ボヤキ
 E12、E24系列の値、ちょいと目をつぶって
   2.4 → 2.5
   3.9 → 4.0
   5.1 → 5.0
   9.1 → 9.0
 と切りの良い値にしてもらっていたらなぁっと。

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コメント

 ド素人なことでスミマセン。もしR2が無限大だったらゲインはどうなるんでしょうか。
 ジャンパ部分の接触不良その他でそうなってしまわないよう、何もつなげてないときは100倍に設定し、それ以下にしたい場合は相応の抵抗を並列に接続、のようにした方がいいかもとふと思いまして。

投稿: JI3KDH | 2024年5月30日 (木) 20時12分

ゲイン設定のジャンパがオフ。 つまりR2=無限大。
とうぜんですが、式のとおりにゲインは無限大。
こうなるとアンプじゃなく、コンパレータとして動き始めます。
そして・・・
(-)入力を直流で見ると、最初は帰還抵抗を通って出力につながっていました。
つまり、ジャンパが外れる前は中点電圧。
その行き先が無くなり、直流的に浮いてしまいます。
そして、3kΩの先のGND間に入ったコンデンサの電圧で動き始めます。
  ※アンプのバイアス電流の向きで上がるか下がるか。
これがコンパレータとしての比較電圧になり、出力が出てきます。
実験してみないとわかりませんが、おそらく「ジャギジャギ」の汚い信号は出てこないのじゃないかしら。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2024年5月31日 (金) 08時59分

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