非反転増幅器はオペアンプを使った最も基本的な回路の一つです。回路の入力に加えられた電圧が、そのまま(反転されず)増幅されて出力に現われます。
回路の増幅率は、
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A=(1+Rf/Rs)
で与えられ、この回路の場合、ジャンパ線を選択することによって1倍、10倍、100倍のいずれかを選択することが出来ます。
回路図はこちら
基板のイメージ図はこちら
(それぞれ別ウィンドウが立ち上がります)
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非反転増幅器の特長
非反転増幅器の特長は、入力インピーダンスの高さにあります。反転増幅器の入力インピーダンスは回路に使われている抵抗の値で決まりますが、非反転増幅器の場合はオペアンプの入力抵抗の値で決まります。この回路で使用したLF356というオペアンプは、FETという入力インピーダンスの高い素子を使っているので入力インピーダンス的には特に有利になります。特に微小なセンサ信号の増幅などに便利な回路です。
LF356の増幅率が1になる周波数は約5MHzですので、倍率1倍の時の最高周波数は約5MHz、10倍で500KHz、100倍で50KHzまで使えることになります。回路では低周波での交流信号増幅を意図してあるので、入力に直流分をカットするコンデンサが入っています。このコンデンサによる遮断周波数は低域: 0.35Hz 高域:16kHzになり、この範囲において正常な動作が確認されています(下図参照)。ゆっくりしたセンサ信号を増幅したい場合には、このコンデンサをショートする必要がありますが、センサからの信号にオフセットがあるような場合は注意が必要です。
| 周波数特性のグラフ |
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夢の100倍超に挑戦!
このUnitを2つ直列につなげ、100倍以上の増幅率の実現の可能性を実験したところ、10000倍はノイズが多くなりあまり実用的ではありませんでしたが、1000倍(100倍×10倍)を達成することができました。特にUnitを絶縁性のスペーサーを用いて縦に接続して足を共通にすれば、電源などを共通にすることができます。