spiceでオペアンプを考える
以前CQ出版から出ていた「電子回路シミュレータPspice入門編」に付属のPSpiceを使用しておりました。 これはこれで結構使いやすいのですが、部品点数に制限があったりします。まあ、基礎的な確認なら問題はないのですが。 ちょっと仕事でオペアンプの電源周り設計がありまして、リニアテクノロジーのオペアンプを使おうと思い、 spiceデータを探していたら、LTspiceなる、スパイスそのもの（？）を出しておられることを今更ながらに発見し、 早速、インストールしてみました。
このページ情報はspiceによるシミュレーション結果です。 実際に製作したハードではありません。
オペアンプできれいな波形を出すには
今行っている作業はDAコンバータから出力された電圧（バイポーラ）を、
倍率１倍で増幅して出力端子から出すというものです。
「ボルテージフォロア」の簡単なオペアンプ回路で実現できます。
ボルテージフォロアに関しては、先人各位のページをご覧ください。
それで、思ったのですが、オペアンプに何を採用すれば、応答性が良く、ノイズも載りにくいのでしょう？
また電源には、DCDCコンバータを使う予定なのですが、このDCDCコンバータの資料によれば、
電源リップルノイズは最大150mV(P-P)とあります。この電源ノイズは出力にどのような影響を与えるのでしょう？
ミリボルトやマイクロボルトの話になれば、バラックやブレッドボードで実験することは、
現実的ではないように思います。工作精度、実装精度が悪く、実験に再現性が求められないからです。
こんなときこそシミュレータの出番です。「理論的」にベターな回路を示してくれます。
しかも高電圧が素子にかかっても、「バーニング」しません。
LT1128を±15Vでドライブする
LT1128（リニアテクノロジー）というオペアンプがあります。１０００円近くします。
仕事でなければ絶対チョイスしないオペアンプですね。
これに加える±１５Vの電源に、ノイズが載った場合、どうなるかをシミューレションしてみます。
（回路がみにくいですのでクリックして拡大してください。）
電源±１５Vにホワイトノイズ150mV(P-P)を載せています。
今回は、ノイズレベルを見たいだけなので、入力は０Vにしてあります。
少し考えればわかるのですが、両電源のオペアンプは、
（そもそも両電源・単電源という表現は良くないように思う）
グランドの電位を知りません。電源の真ん中あたりを意識（？）しているダケです。
そこに、±独立でノイズが載った電源を加えると、図のように、出力にノイズが載ります。
想像していたよりノイズは少なく、700μV(P-P)程度です。割とオフセットはないように見えます。
で、ここからが、アナログ回路の恐ろしいところというか、楽しいところでもあるのですが、
もう少しノイズを抑えるために、試行錯誤しまして、どこかの本で読んだ、
電源にローパスフィルタを入れるというのをやって見ました。
もともと、パスコンは入っていますから、パスコンと電源の間に抵抗を入れるだけです。
（回路がみにくいですのでクリックして拡大してください。）
「マジで！？」というくらい結果が違います。ノイズは５００分の１以下に抑えられ、
１μV(P-P)以下になっています。実際に作っても、工作精度からこんな結果は得られないでしょうし、
また、１μVをきれいに観察できる測定器というのは、あるんでしょうか？
（あったとしてもおそろしい価格でしょう）
この差が抵抗２本（つまり数円）で出てしまうところに、アナログ回路の怖さがありますよね。
当然仕事でも、この抵抗入れました。
注意すべき点としては、抵抗のせいでオペアンプの電源電圧が落ちているということです。
オペアンプの消費電力にもよりますが（LT1128は結構流れます）抵抗消費分を無視していると、
フルスイングが思ったほど出ない結果となります。今回の用途では、±10Vのスイングがほしいので、
抵抗に47オームを採用しています。
これが無料のツールで試せるなんてすごい世の中になったものです。 LTspiceには、リニアテクノロジーさんの部品がたくさん登録されていますし、 以前にも増して、リニアテクノロジーさんのオペアンプを愛用しそうです。