オペアンプについて

Question

閲覧ありがとうございます。

ArduinoからD/Aコンバータを使って出力した電圧2.4Vを3.4Vにするためにオペアンプを使って下記のサイトにある非反転増幅回路で電圧を増幅させたいのですが上手くいきません。
回路は添付した画像の通りになっています。
オペアンプの正電源は外部のACアダプタから取っています。
この回路でVoutをテスターを使って測定すると2.6Vでした。2.4Vから約1.1倍しか増幅していません。
原因が全くわかりません。どなたか教えていただけませんか？

よろしくお願いいたします。

マイコン：Arduino Micro
D/Aコンバータ：ＭＣＰ４７２６搭載１２ビットＤ／Ａ変換モジュール
オペアンプ：単電源高速オペアンプ AD817ANZ

参考にしたサイト http://www.picfun.com/partops.html

Accepted Answer

直流増幅をするのか交流増幅をするのかが分からないので補足願います。
(1)増幅する電圧はどのような波形ですか？
D/A変換されたのなら図のような普通の交流オーディオ波形と思うのですが、
入力電位の中点バイアスが無ければパルス状波形になって先端最大が5V近くでもテスターで測れる直流実効値は2.5V以下の可能性があるのでは？
(2)補足でグランドを共通にしたら出力が0.6Vとありますが、
オペアンプのグランド基準の入力電圧が2.4Vだったのですか？

理論ではR1が24kΩでR2が10kΩなら、(24k+10k)/24k=1.42倍になるはず。
入力2.4Vが3.6V(1.42倍)になるはずが2.6V（1.1倍）しかならないのは変です。

秋月　AD817ANZ　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-13695/
の良くある質問
http://akizukidenshi.com/catalog/faq/goodsfaq.aspx?goods=I-13695
にあるような増幅度が1では使えないとも思えないのです。

電源が5Vだからと言ってもまだ余裕があると思います。
私なら電源電圧を上げてみるとか、10kや24kΩの定数を変えてみるとか、
反転増幅回路で試してみるとかで先走りするかもですが、
原因を追究するのが先決のように思います。

Answer

＞今私はオペアンプの電源を外部の5VACアダプタを使って取っていますが、

折角、別電源にしてるんだから単独の回路テストするべきでしょうね
↓の左図のボリュームで適当に電圧を入力して
出力電圧は入力電電圧の１．４２倍になる事を確認
何故そうしない？

単独回路テストでOKが確認できてからArduinoと接続する

Arduinoと同一電源にしなかった理由は
恐らくArduinoを壊さない為ですよね？
それはそれで正解です
ヘタするとArduinoだけでなくパソコンまで故障しかねないし

本件程度の簡単な装置ではそこまで行かなくとも
もっと複雑な装置ではそうなる可能性は少なくない
単独回路テストするのはプラントエンジニアリングの定石です

単独回路テストしてＯＫが出てから相互接続できる
単独回路テストしないで相互接続するのは自殺行為でもある
本物の石油化学プラントとかだと些細なミスで数百万円がすぐ吹っ飛ぶ

Answer

難しい事は置いといて
取り敢えず動かしたいのでしょうから
まず、オペアンプの中を信号が通過するか確認しましょう。
方法は、
1.Ｒ１を外し、Ｒ２はそのまま
2.Arduinoから AD817ANZまでのGNDは全て共通にしておく
　　別電源のばあい回路にならない（初心者の方で良く忘れる）
3.これでD/Aコンバータの出力を変化させ 
　　その値がそのまま同電圧でAD817ANZの出力に現れるか確認する。
（参考回路：AD817ANZデータシート図21.クローズ・ループ・ゲインと・・・）

配線などに問題があれば上記は上手く動かない。
たぶんここで引っかかるので回路・配線を良く確認する。

ＯＫならオペアンプ内を信号が通過できているので
再度Ｒ１を取付ると動くはず

Answer

私も2番目の回答の方に近い内容になりますが、理屈に合わないのは何かが変だからですね。
まー10mV程度なら抵抗のばらつきとか、測定器の影響もありそうですが。
さて、順序だてて確認しましょう。
入力の2.4VはDA出力の理論値ですか？それとも実測値ですか？
信号は直流ですか？交流ですか？直流に交流が乗った信号であればDC電圧計で確認するのは無謀というものです。
その辺の情報がもう少しないと、なんとも言えないところです。

Answer

GNDは共通ですか？

オペアンプを使った非反転増幅回路で電圧を増幅させる方法とは？