ミリバルの実験

数Vという比較的小さな交流の電圧を測定するためにミリバルというオペアンプを利用した回路があることを教えてもらいました。

参考：交流電圧計（ミリバル）の簡単な作り方

実装にあたってのヒントをよく読んでブレッドボード上で組んでみましたが、最初思うようにいきませんでした。

ひとつには交流信号源の問題があります。
PIC16F1705で作った６４Hzの正弦波は２．５Vを中心とした０．５５～４．４５Vの電圧が出力されています。交流といっても２．５Vの直流成分があります。

もうひとつはオペアンプの電源です。
MAU106というトランスがあるので５V入力で±５Vが作りだせるのですが、トランスの中間タップにあたるCOM（＝０V）の扱いがよくわかりませんでした。
信号源のGNDとCOMをつないでしまったらアイソレートの意味が無いのではないかと思ったからです。

実装のヒントから、使用するオペアンプはJFET入力のもの、というのがあり部品箱を探します。
とっても古いものだと思いますが、TL074CNという４回路入りオペアンプが見つかり、調べてみるとJFET入力でした。

さらに、直流成分をカットするにはコンデンサ、ということで１uFのコンデンサを直列に入れることにしました。

さらにさらに、前段にボルテッジフォロワを入れるとよい、ということなのでTL074CNは４回路入りなのでボルテッジフォロワを組むことにしました。
今回の実験のような低周波では不要ですが、「高周波で入力インピーダンスが低下しない交流結合」、という回路があったので使ってみました。

できあがった回路図

この回路で入力にPICから正弦波を送ります。
この正弦波のDC電圧を測ってみたら約２．５Vでした。AC電圧を測ってみたら約１．４Vでした。
正弦波の高さ（振幅の1/2）は１．９５Vなので、１．９５/√２≒１．４Vで大体合ってるようです。

コンデンサを通したあとのDC電圧は数ミリボルト、AC電圧は約１．４Vのままです。

最初MAU106のCOMが未接続のときは、最後のOut±のDC電圧は０．８６６Vでしたが、COMをGNDに接続したところ１．３９Vとなりました。
上図でR4が１００ｋΩのときは１．２６Vで、R4を１１０ｋΩに変更したところ１．３９Vという結果となりました。

お気づきかと思いますが、私が持っているDMM（テスタ）は、ファンクション切り替えでAC電圧が数ミリボルトまで測れるものでした＾＾。
なんとミリバルのモジュール化は不要でした＾＾；