単電源オペアンプでの絶対値回路の方法

オペアンプ初心者です。
単電源オペアンプ(+5V)で交流電圧を整流することは、出来ないのでしょうか？

単電源オペアンプでの絶対値回路の作成方法です。
ありましたらよろしく教えてください。お願いします。

『OPアンプ活用100の実践ノウハウ』で『単電源OPアンプを効果的に使った絶対値アンプ』とあるのですが、これは、単電源オペアンプでの絶対値回路の作成方法ではないのでしょうか？　この本を入手できなかったのでできればこれについても教えてください。

No.4 回答者： inara 回答日時： 2007/12/07 07:51

AC結合については ANo.2,3 さんが回答されているので、「単電源OPアンプを効果的に使った絶対値アンプ」を紹介します。

回路はこのようなものです。

　　　　　┌──── 100k ───┬─ 100k ─┐
　　　　　│　　　　　　　　　　　　　　 │　　A2　　　 │
　　　　　│　　　　　 +15V　　　　　 │┏━━┓　 │
　　　　　│　　 　┏┷━┓　V1　　└┨-　　┠─┴─ V2
　Vin ─┴ 1k─┨+　　┠─┬──-┨+　　┃
　　　　　　　　 ┌┨-　　┃　 │　　　 ┗┯━┛
　　　　　　　　 │┗━━┛　 │　　　　　0V
　　　　　　　　 └─────┘
　　　　　　　　　　A1

各部の波形はこのようになります。sin波を描けないので三角波で書きましたが三角波でもこのような波形になります。

　Vin　／＼　　　／＼　　＿ 0V
　　　　　　　＼／　　　＼

　V1　／＼＿＿／＼＿　＿ 0V

　V2　／＼／＼／＼／　＿ 0V

AD822 は単電源OPアンプで、この回路では 8pin を +15V、4pin を 0V として動作させていますが、このOPアンプの電源電圧範囲は 3V～36Vなので、8pin が3V～36Vの範囲なら動作します。普通の単電源OPアンプは 0V 未満の入力電圧を加えると、動作がおかしくなるのですが、このAD822 は入力端子に -20V を加えてもちゃんと動作するOPアンプです。そのため、A1 と書かれている最初のOPアンプの入力に正負の電圧が含まれる信号（sin波など）を加えると、入力信号が負電圧のとき、V1 には 0V が出力されます。入力信号が正の電圧のときは、A1 は利得１のバッファとして動作するので、V1 には Vin と同じ波形が出力されます。つまり、A1 は入力が正電圧のときだけ出力する半波整流器として動作します（V1の波形はそのようになっています）。２つ目のOPアンプ A2 は、反転入力(-)に対しては、利得が -1 （波形が反転）ですが、非反転入力（+）に対しては、利得が 2 （電圧が2倍される）なので、V2 に出てくる信号はそれらの差をとって
　　　V2 = -Vin + 2*V1
となります。したがって、入力信号 Vin が負の電圧のときは、V1 = 0V なので V2 = -Vin、入力信号 Vin が正の電圧のとき、V1 = Vin なので V2 = -Vin + 2*Vin = Vin となって、V2 には両波整流された波形が出てきます。AD822 は２回路入りのOPアンプなので、１つのICで上の回路が作れます。ここ（↓）にデータシートのURLを書いておきます。

AD822データシート　http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/ …

No.3 回答者： anachrockt 回答日時： 2007/12/06 20:55

AC結合は，ここの3ページ「全波整流＋平均値化フィルタ」で説明すると，

http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedi …
入力に入っているコンデンサで行われます．

これを単電源化するには，入力コンデンサは1個でOKです（+はこの回路側，-は入力信号側）．
オペアンプの非反転入力(+)は，2つとも抵抗無しで，5Vを10k(1%)+10k(1%)で分圧した中点に接続します（+2.5V）．
中点とグラウンド（0V）間には10μF程度のコンデンサを入れます．
右側のオペアンプの反転入力(-)と出力間に20k+2.5kVR(CAL表示)が入っていますが，これは正弦波を実効値指示するためのCAL（校正）用です．
ゲインを2より大きくすると出力電圧は5V迄振れるから，ゲインをｎ倍にするときはｎ×20kΩにします．
このままだと，出力電圧は+2.5V～5V間になるから，0V～5V間にするには，+5Vと右側のオペアンプの反転入力(-)間に反転入力(-)と出力間に入れた抵抗と同じ値（VRで調整した方が良い）を入れます．
使用するオペアンプは出力が0V～5Vまで振れるこれが良いでしょう．
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%2 …
なお，このオペアンプは先に紹介した回路には使えません．
あの回路に使用できるオペアンプは，データシートを見て応用回路にあの回路が載っている物が必要です

No.2 回答者： anachrockt 回答日時： 2007/12/05 10:01

単電源オペアンプでの絶対値回路はここの20ページに載っています．

http://www.national.com/ds/LM/LMC6482.pdf
出力にダイオードがついていますから，出力電圧は5V-VFで4V強と見るべきでしょう．

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。参考にさせてもらい作ってみます。

お礼日時：2007/12/05 23:50

No.1 回答者： inara 回答日時： 2007/12/05 07:55

その本に出ている『単電源OPアンプを効果的に使った絶対値アンプ』は、単電源OPアンプを使った絶対値アンプです。

ただし、これは、入力信号が負になっても出力反転しないOPアンプ（AD822）の特徴を生かした回路なので、入力信号がマイナス側に振れたときの動作を保障していないOPアンプは使えません。

普通の単電源OPアンプを使って絶対値アンプを作るには、OPアンプの非反転入力（＋）を Vcc/2 でバイアスすればいいと思います。ただしこの場合、入力信号を AC結合で入れなくてはなりません。また入力信号の正負の波形が非対称だと正しく整流されませんし、整流後の出力も Vcc/2 を基準にした信号になります。

この回答へのお礼

詳しい説明ありがとうございます。
初心者で分からないところがあるのですが、『OPアンプの非反転入力（＋）を Vcc/2 でバイアス』というのは、Vccで使う+5Vを分圧をして単電源の（＋）に入力してやればいいのでしょうか？

『入力信号をAC結合で入れなければならない』と言われているのですが、それは、とても難しいことなのでしょうか？ど素人の初心者なんでAC（交流？）結合という意味があまりわかりませんでした。
よろしければ、教えていただけませんか？

お礼日時：2007/12/06 00:00