オペアンプ実用回路

ボルテージフォロア

　オペアンプを用いた最も単純な回路です。インピーダンスの変換や回路の分離に使われます。オペアンプの入力インピーダンスは非常に高いので、入力端子にはごくわずかな電流しか流れません。従ってオペアンプの入力に繋ぐセンサや機器の出力インピーダンスが高い場合でも（100kΩ程度あっても）、電圧にほとんど影響を与えないという利点があります。オペアンプによる電圧増幅が負帰還によって打ち消されるため、出力電圧の倍率は１倍で入力と同じ出力電圧ですが、出力インピーダンスをオペアンプに出力インピーダンスまで下げることができます。ハイ受け、ロー出しがこの回路によって可能になります。出力位相は入力と同相です。

インプットバッファ

　上記のボルテージフォロアではオペアンプの入力インピーダンスが入力インピーダンスになるので、流れる電流が少なくノイズに弱くなります。左図のように抵抗Riを繋ぐことで適正な電流を流すようにすることでノイズに強くなります。オーディオの回路では入力インピーダンス47kΩが一般的です。

非反転増幅回路

　この回路はボルテージフォロアにR1, R2を追加し負帰還量を調整することで、出力電圧を１倍以上に設定できます。出力電圧Voは次式で表されます。
　Vo=Vi(1+R2/R1)
反転増幅回路

　反転増幅回路はオペアンプ回路の最も基本となる回路です。抵抗R1, R2の比によって増幅率を自由にコントロールできます。この反転増幅器の出力電圧Voは次式で表されます。
　Vo=-Vi(R2/R1)
　式中のマイナスは出力が反転する事を意味しています。また、オペアンプの入力端子はバーチャルショートですので、この回路の入力インピーダンスは、ほぼR1となります。

オフセット調整

　この回路は上記反転増幅回路にオフセット調整機能を追加したものです。オフセット調整とは、Viが0の時にVoも0に調整することを言います。理想オペアンプでは+, - の入力端子間はイマージナリ（バーチャル）ショートによって電位差はありませんが、現実のオペアンプではわずかな電位差が生じる為に、このオフセットが生じてしまいます。尚オペアンプにオフセット調整用の端子がある場合にはそれを使います。

加算回路

　この回路は複数の入力電圧を加算します。出力電圧Voは次式で表されます。
　Vo=-(R4)(V1/R1+V2/R2+V3/R3)

差動増幅回路

　この回路はV1とV2の電圧差を増幅します。一般にR1=R2, R3=R4の抵抗で構成します。出力Voは次式で 表されます。
　Vo=(V2-V1)(R3/R1)
　差動増幅回路に使用する抵抗は精度の高いものでないと、正しい出力結果が得られないので注意が必要です。V1の入力インピーダンスはR1、V2の入力インピーダンスはR2とR4の和となりますので、若干扱いにくい回路でもあります。

半波整流回路（１）

　この回路はボルテージフォロアを元にした半波整流回路です。ダイオードだけを使った通常の半波整流ではダイオードのVf分約0.6Vが低下しますが、この回路ではVf分の電圧降下がありません。ダイオードにはスイッチングダイオードを使用します。

半波整流回路（２）

　この回路は反転増幅器を元にした半波整流回路です。負の電圧のみを反転して正出力します。反転増幅と同じ様にR1とR2の比で増幅度を変更できますが、正の入力はカットされます。

全波整流（絶対値）回路

　半波整流を応用し全波整流を可能にした回路で、絶対値回路とも呼ばれます。全ての抵抗を同じ値にすると１倍の全波整流が行なえます。コンデンサCは平滑用のコンデンサで、これは周波数と平滑度によって適当な値は異なります。反転した波の高さを正確に揃える為にはオフセット調整が不可欠です。

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