『E検定』レベル3の問題例(電子回路)
2012年1月31日
利得帯域幅積GBW=10[MHz]でバッファの構成にしても十分位相余裕のあるOPアンプを使い,以下の回路のように容量負荷CLを接続したところ,2ndポールが1[MHz]に発生し,バッファではリンギングが大きくなった.
対策として正負入力間に抵抗RAを接続してリンギングを抑えた.
出来るだけ広帯域にて矩形波入力時のオーバーシュートが25%以下となる抵抗値は何[kΩ]か.
但し,接続したCLは周波数特性がフラットだとする.
ア 約0.1 イ 約1 ウ 約10 エ 約51
【答】 イ
【解説】
図1のRAを求めていきます.
この回路でのノイズゲインをANとすると以下の式にて表せます.
このOPアンプのGB積は10[MHz]なので,2ndポールが1[MHz]にあるということは,10/1で開ループ特性上での10[倍]のゲインを示しています.ノイズゲインを上げて開ループ特性と同じに設定にすれば,位相余裕は概ね45[°]となるのでリンギングを押さえることが出来,帯域も広く設定できます.
(位相余裕45[°]にてオーバーシュートは20[%]程度)
AN=10[倍]となるRAを以下の式(式1を変形したもの)にて求めます.
この時,帯域は1[MHz]以上となります.