ADコンバーター接続用のアンプ回路を作ってみた

～あらまし～
ADコンバータはアナログ量の値をデジタル量に変換する回路であり、ホビーユースでも頻繁に利用される回路である。しかし多くのLSIは0V～5V程度の入力に対応しているため、正弦波に代表される正負の値を持つ電圧の測定には工夫が必要である。
ここでは、±5Vの正弦波を振幅を1/2に減衰させ、DC電圧を加算して0～5Vの範囲で表現する回路のシミュレーションと実験を示す。また秋月電子等で買える2種類のオペアンプで回路を作成し、対応する周波数の範囲を見積もる。

～シミュレーション～
以下にLM358を使ったLTspiceシミュレーションの回路図と結果を示す。ただしLM358のLTspiceスパイスモデルはインターネット等を利用して入手すること。
回路は利得-1/2の反転増幅器と利得-1と+2.5Vの加算回路でできている。
入力の±5Vの正弦波が0～5Vの正弦波に調整されたことが分かる。


シミュレーション回路

入出力波形

～実験～
上のシミュレーションと同じ回路を作成し、入力する正弦波の周波数を変えた。

実験回路

(1)オペアンプがLM358の場合




赤：入力　黄：出力
10kHz以上の周波数では求める波形が出ない

(2)オペアンプがJRC4580の場合




赤：入力　黄：出力
250kHz以上の周波数では求める波形が出ない

～まとめ～
ADコンバータに接続するアンプ回路を作成した。JRC4580を使えば100kHz程度までの計測ができそうである。

～参考～
アナログ回路の基礎
http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/rde/contents/course/mechatronics/analog.html