オペアンプによる電圧-電流変換回路
図1の回路は入力電圧Vinに比例した電流Ioutを負荷に供給します。 左側のアンプはゲインが(R1+R2)/R1の非反転アンプ、右側はゲイン1の非反転アンプです、回路全体として正帰還ループを構成しているように見えますが、R2/R1=R4/R3とすれば正帰還回路とはなりません。
※ Ip≪Ioutならば、右側のオペアンプを省略(V2とR4の右側の端子をショート)しても構いません。
R5の両端の電圧: V1,V2を求めると
V1=(1+R2R1)VnV2=(1+R4R3)Vp−R4R3Vinとなります。イマジナリーショートによりVp=Vnとなることを利用すると
Iout=V1−V2R5=(R2R1−R4R3)VpR5+R4R3R5Vinとなります。R2/R1=R4/R3とすると、第1項は相殺されて
図1の回路の入出力特性
Iout=R4R3R5Vin
となります。
ブロック図
オペアンプのゲインを∞としてブロック図を描くと図2(a)のようになります。右側の加算点を左の加算点側へ移動すると図2(b)のようになります。 帰還信号は
(R1R1+R2−R3R3+R4)V2=(11+R2R1−11+R4R3)V2ですが、R2/R1=R4/R3ならば0となります。よって、Ioutは
Iout=R4R31+R4R3(1+R2R1)1R5Vin=R4R3R5Vinとなります。
負荷