以前の記事で、レールスプリッタを用いて正負電源を作ってみたが、電圧の安定化の精度がよくないので改良してみる。
前回の回路では、Q2周辺の構成が悪く出力電流に対する電圧の安定化性能が悪かった。そこで、図1のように改良してみた。具体的には、Q3のエミッタ電位をR6を通してQ2のベースにフィードバックするようにした。なお、R14は目標電圧の調整用である。要するに一般的な帰還型の安定化回路になった。
回路は、以前制作した基板を改良した。見た目はほとんど変わらないので写真は割愛。
出力電流に対する出力電圧を測定してみたところ、図3のとおりとなり、以前は100mA出力時の電圧変化がおよそ6%あったのに対し、今回は約3%と半分にすることができた。初めからこれにすればよかったと思う。
レールスプリッタ回路を用いた正負電源を改良し、電圧の安定化性能を向上させられた。
以前の記事で、レールスプリッタを作成した。今回はその回路を用いて正負電源を作ってみる。
回路の仕様は以下のとおりとした。
設計した回路は図1である。まず、レールスプリッタにより±6Vの正負電源を作成し、その後段にシリーズレギュレータ回路を取り付けた。なお、本来シリーズレギュレータの基準電圧源はツェナーダイオードや電源ICなどが必要であるが、手持ち部品でどうにかしたかったのでトランジスタのベース-エミッタ間電圧で無理やり作ることにした。なので精度はあまり期待できないかもしれないがとりあえずこれにする。
回路は、図2に示すとおりユニバーサル基板に組んだ。47mm×72mmの基板に実装できた。レールスプリッタ部のトランジスタが大きいので高さが少しあるが、そこそこ小型にできたので、とりあえずサイズはOKとする。
配線チェックを行い、入力側に電源をつないでみたところ、無事動作した。出力電流に対する出力電圧を測定してみたところ、図3のとおり100mAでほぼ4Vを維持できることがわかった。もちろん、基準電圧源としてツェナーダイオードを使ったり、フィードバックをかけたりすればもう少し電流に対する依存性が低くなると思うが、とりあえずOKとしたい。また、出力電圧のノイズであるが、PCオシロスコープのスペアナ機能でオーディオ帯域における入力(青)、出力(赤)それぞれのAC成分を比較してみたのが図4である。これより、オーディオ帯域においては出力のノイズが下がっていることがわかる。
以上より、基本的には仕様を満足できているようである。
レールスプリッタ回路を用いた正負電源を作製し、仕様を満足する動作が確認できた。
レールスプリッタを作ってみる。今回はブレッドボードに実装し正しく動作することを確認できた。
アナログ回路の実験用として簡単な両電源回路が必要となった。しかし、手元には単一電源のACアダプタしかない。そこで、単一電源から両電源を作り出すレールスプリッタ回路を自作してみる。前回設計を行ったので、その回路を実際に組み立て動作を確認する。
今回は、簡単に実験を行うためブレッドボードに回路を組んだ。図1.1がその写真である。設計段階では、トランジスタのコレクタにつながる抵抗が1本で表現されていたのだが、実際には手元に電力容量が適当なものが無かったので、小容量のものを並列接続してある。また、定数も回路図どおりではない。
まず、電源を投入し、出力電圧を確認したところ、中点を基準にそれぞれ＋6V、-6Vとなった。発振等もなかった。そして、出力に負荷をつなげ電流が流れるようにしたところ、100mAまで出力しても入力電圧の中点を中心に正側と負側の電圧バランスが崩れることなかった。ということで、最大出力100mA程度という仕様を満足した。
レールスプリッタ回路を設計および製作し正しく動作していることが確認できた。今後の工作に生かしたい。
レールスプリッタを作ってみる。今回は、まず設計を行う。
アナログ回路の実験用として簡単な両電源回路が必要となった。しかし、手元には単一電源のACアダプタしかない。そこで、単一電源から両電源を作り出すレールスプリッタ回路を自作してみる。今回は、まず設計を行う。
レールスプリッタ回路は、単一電源から両電源を作る回路で、最も簡単な回路は図1.1のとおりである。この回路は、0Vラインに流れる電流が大きくなるとオペアンプの吸い込みまたは吐き出し電流が足らなくなり、出力電圧が下がってしまう。
そこで、0Vラインに流せる電流を強化した回路が、図1.2である。要するにオペアンプ後段に電流増幅段を用意し大きな電流を0Vラインに供給することができるので、図1.1よりも出力電圧の低下が起こりにくい。
2.1 仕様
仕様は以下のとおり。
設計した回路は図2.2のとおり。図1.2と異なる点は、オペアンプの出力に100Ωを追加したこと。また、電流増幅段には電流制限抵抗33Ωを入れたこと。
レールスプリッタ回路を設計した。次回は実際に組み立てて動作確認を行う。
