「LM358N」ボルテージホロワ 動作確認(正弦波)

家に複数あるハンドテスターのAC特性を比較評価を行いたい。
しかし、回路構成の関係でテスターの入力インピーダンスが異なると考えれる。
そこで、インピーダンスの差をなくすため、AC源から直接テスターで特性を確認するのではなく、ボルテージフォロワーを間に入れることで、インピーダンスの差をなくして、AC特性を評価したい。
そこで、今回はテスターを評価する前に予備実験として、ボルテージフォロアの波形特性の確認を行う。
使用するオペアンプはLM358N。
LM358Nはデータシートを確認する限り、ボルテージフォロアを構成しても発振はしないと思われる。
http://akizukidenshi.com/download/ds/fairchild/LM358N_fairchild.pdf

制限抵抗は今回は入れないが、入れる際は制限電流はIcc=500uAである。

データシートを見る限り30kHzぐらいまでは動作すると思われる。

目的

LM358Nを用いてボルテージホロワを構成しその特性を確認する。

実験方法

ボルテージフォロアに正弦波を入力しそのときの出力を確認する。

仕様器具

・MHS-5200A-25M　信号源(入力波形)
・PicoScope2104　USBオシロスコープ(入力波形の確認)

実験回路

条件

・±1V
・10 Hz-1MHz
・正弦波

結果

ボルテージフォロワの入出力の波形を示す。
100kHzまでは、入出力の波形に大きい差は見られない。
しかし、300kHzの正弦波を入力させると波形が歪み、三角波のような波形が出力される。

正弦波入力(100kHz)

正弦波出力(100kHz)

正弦波入力(300kHz)

正弦波出力(300kHz)

ボルテージフォロワの入出力特性を以下に示す。
(※この出力電圧はVp-pなので実効値ではない。今回は予備実験なので厳密な値を必要としていない。実効値に関しては次回測定する。)
10 Hz-100kHzにおいては入力に対して、出力が大きく差がない出力を示しており、

波形においても大きい差は確認されない。

100kHz以上においては、波形に差が見られ入出力電圧に差が見られた。

LM358Nを用いたボルテージホロワの入出力電圧

以下に入出力電圧利得を示す。

100kHz以上においては波形のひずみが見られ、それに伴い利得が減少しているのが確認された。

LM358Nを用いたボルテージホロワの電圧利得

まとめ

ボルテージフォロアに正弦波を10Hz-100kHzまで入力しそのとき入力と同等の出力波形が得られた。
しかし、データシートを見る限り30kHzだと思われる。そこで、次回ボルテージフォロアに矩形波を入れて、10 Hz-300kHzまで動作確認を行う。