OPアンプは非反転アンプか反転アンプが良いのか? - フルバランスアンプ (X_Under bar)

        
2020/07/18

OPアンプは非反転アンプか反転アンプが良いのか?

OPアンプの入力には、プラス入力端子(+)、マイナス入力端子(-)と二つあります。
その入力端子の選び方により入力信号と出力信号の極性を変えることができます。
例えば、プラス入力端子(+)に信号を入れると入力信号の極性と出力信号の極性が同じになり、これを「非反転アンプ」言います。また、マイナス入力端子(-)に信号を入れると入力信号に対して出力信号の極性が反転する「反転アンプ」となります。
■非反転アンプと反転アンプ
20200718_01

これらは用途により使い分けていると思います。
ところで非反転アンプと反転アンプは特性が同じでしょうか?
オーディオ回路で使う周波数帯200kHzくらいなら非反転アンプも反転アンプも同じような特性が出ると思います。
しかし、これが周波数の高い1MHzや10MHzとなると話は変ってきます。
実は増幅率を決める抵抗の入り方で周波数特性が変ってしまいます。
以前、ここでも出てきましたバーチャル ショート(仮想ショート)に関係してきています。

イマジナリ ショートとバーチャル ショート:
https://x2020.blog.fc2.com/blog-entry-455.html#topentry_title

バーチャル ショートとは、
OPアンプで負帰還をかけた場合、プラス入力(+)端子とマイナス入力(-)端子との端子間に電位差が無い状態を言います。例えば、片方の端子がGNDに落ちていれば、もう一つの端子もGNDに落ちているのと同じになります。

ここで上の図を見て下さい。
非反転アンプのマイナス端子は、抵抗(R2)でGNDに繋がっています。また、反転アンプのプラス端子はそのままGNDに繋がっています。
ここでバーチャル ショートの考えが出てきます。
そうです、非反転アンプのマイナス入力は抵抗(R2)の抵抗値で入力容量(寄生容量、浮遊容量)が影響してしまいますが、反転アンプのプラス入力はそのままGNDですので、入力容量(寄生容量、浮遊容量)がバーチャル ショートにより無視(無くなる)できます。
この入力容量(寄生容量、浮遊容量)が高周波特性を悪化させます。

従って、非反転アンプと反転アンプでは、高周波特性の良いのは「反転アンプ」となります。
でも、ノイズに関しては、「非反転アンプ」の方が少ないです。

< 2020.07.19 追記 >
OPアンプの入力インピーダンスの事を書くのを忘れていました。
上の図で説明します。
非反転型アンプの入力インピーダンスは、アンプの自身の入力インピーダンスと同じに成りますが、反転型アンプは帰還抵抗 R1 が入力インピーダンスに成ります。
反転型アンプは、如何しても入力インピーダンスが低く成ってしまいます。
なので、入力インピーダンスを高く設定したいのなら非反転アンプです。



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コメント

No title

普通オーデイオに使用するなら非反転ですがDACのIVには反転がつかわれますね。
私もⅣとMCヘッドアンプにしか反転で使用したことがありません。非反転増幅回路は初段にNFが掛かっていないことを理解しておけば良いのではと思います。
ソウソウ昔触ったアナログコンピューターは反転増幅器で構成されていました。

No title

雪だるまさん、 こんばんは、

返答遅くなり済みません。
最近、自作するアンプは全て反転アンプを使っています。
特性と言うか、回路上反転アンプになってしまいます。
ただ、反転アンプは入力インピーダンスが低くなってしまうので、この点が問題です。

>ソウソウ昔触ったアナログコンピューターは反転増幅器で構成されていました。
アナログコンピューターですか、懐かしいですね。
これに使われていたのが、OPアンプです。
OPアンプは、反転増幅が基本なのでしょうね。(笑
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