設計目標

設計の説明

この回路は、反転と非反転のアンプ回路を 1 つに組み合わせ、入力電圧の負の値から入力電圧までの可変の基準電圧を生成します。ゲインを増加して、負の最高基準電圧のレベルを増やすこともできます。

デザイン ノート

1. オペアンプの同相および出力スイング制限を調べます。
2. R₁ と R₂ のミスマッチはゲイン誤差を生じさせます。R₂ > R₁ に選択すると負の最高電圧が増大し、R₂ < R₁ に選択すると負の最高電圧が減少します。どちらの場合も、正の最高電圧は常に入力電圧と同じです。負の入力基準電圧を使用すると、この関係が反転します。
3. 基準電圧の目的の分解能に基づいて、ポテンショメータを選択します。通常、これらのポテンショメータは 1 回転の 1/8 以内の精度で設定できます。10 回転のポテンショメータの場合、これはアルファ (∝) の誤差が最大 1.25% になる可能性があることを意味します。

設計手順

アルファは、グランドを基準とするポテンショメータの設定を示します。これは、入力電圧のうち、オペアンプの非反転端子に印加され、非反転ゲインによって増幅される割合です。

この回路の伝達関数は次の式で示されます。

1. R₂ = R₁ = 20kΩ のとき、V_o の式は次のように単純化されます。
   ${\mathrm{V}}_{\mathrm{o}}=(2\mathrm{\alpha }-1)\times {\mathrm{V}}_{\mathrm{i}}$
2. V_i = 10V かつ α = 0.75 の場合、V_o の値は決定できます。
   ${\mathrm{V}}_{\mathrm{o}}=(2\times 0.75-1)\times 10=\text{5}\mathrm{V}$

設計シミュレーション

DC シミュレーション結果

設計の参照資料

テキサス・インスツルメンツ、SBOMAU2 TINA-TI™ 回路シミュレーション、ファイル ダウンロード

設計に使用されているオペアンプ

設計の代替オペアンプ