まさはる's Weblog

　前回、矩形波発生回路に見よう見まねでコンパレータを追加して、コンパレータの基準電圧を変えたらデューティー比が50%ぐらいになったー、で終わったところですが、あまりにも適当過ぎるので、今回は改めて1kHzの矩形波発生回路とヒステリシスコンパレータを作ってみました。

矩形波発生回路（PDFはこちら）

　上の回路図のピンクの矩形波発生回路には半固定抵抗器を使用しており、1kHzに調整できるようにしています（ちなみに前回の矩形波は60Hzです）。黄色のコンパレータは前回と同じで、水色のコンパレータは新たにコンパレータICを使って、0.2V程度のヒステリシスを持たせています。

完成した回路

　今回初めて5穴で両電源のブレッドボードを使ってみました。両電源はとても便利なのですが、混み合う箇所は6穴と比べて、パズル度が1ランクアップするような感じです。
　また、ICはJRC（新日本無線で現在は日清紡マイクロデバイス）の単電源仕様のものを使っています。

CH1（黄色）は回路図のA点、CH2（水色）は回路図のB点


CH1（黄色）は回路図のA点、CH2（水色）は回路図のC点

　オシロスコープの入力はDCカップリングで、中心より2マス下がりが0Vです。B点は0〜3.7V、C点は0〜4.8Vの矩形波が出ています。
　また、ヒステリシスコンパレータのHighになる電圧は、計算上は2.26Vなのですが2.48Vと0.2V高くなっています。何でかなと思いましたが、あっちこっちの誤差ということにしておきます。

CH1（黄色）は回路図のB点、CH2（水色）は回路図のC点

　オペアンプICを使用したコンパレータに比べて、コンパレータICの出力は直角に4.8Vまで立ち上がっています。まさに専用ICならではと言ったところです。あと、1kHzにしたら上下の線が水平になりました。前回は60Hzにしていたので、周波数が低すぎたのが斜めになった原因かもしれません。

　続いて、正弦波発生回路を作ってみました。

正弦波発生回路（PDFはこちら）

　こっちも見よう見まねで回路図を作っていますが、ウィーン・ブリッジ発振回路は発振を継続させるための回路が必要で、J-FETやダイオードを使った回路を見かけます。
　とりあえずJ-FETを使った回路にしてみましたが、ネットで見た回路図に示されていたC3とR5が何であの値なのか分からないのと、Q1とD1は入手しやすい部品を使っているので、動作については怪しさ抜群ですｗ。
　ちなみに、ウィーン・ブリッジ発振回路で使用しているオペアンプは、正負電源仕様で±2Vから動作するものを使っています。これに合わせて電源も5Vの単電源から+2.5Vと-2.5Vが出せるようにしてみました。

完成した回路

　早速電源を入れてみます。そもそも、うまく動作しないだろうと踏んでいたのですが...。

CH1（黄色）は回路図のA点、CH2（水色）は回路図のB点


CH1（黄色）は回路図のC点

　マジですか。いきなり出力から正弦波っぽいのが出ているんですけど...。どこから来ているのか分からないノイズが目立ちますが、これは私の測定環境や方法に起因する可能性が高いので、そこを差っ引けばちゃんと出来たかも。

並べてみました

　実際に作ってみて正常に動作すると、とても気持ちの良いものです。キットのように、はんだ付けさえ失敗しなければ必ず動作する物と違い、ドキドキ感があって面白いと思います。これからは、回路図を自分で考えて作ってみることもやっていきたいと思っています。

　正常に動作した正弦波発生回路ですが、出力の周波数が1.66kHz（計算上は1/(2π×0.01μF×10kΩ) = 1.59kHz）になっていることと、振幅が±0.7Vなので、周波数を1kHz、振幅を±1Vにしようと回路を見直してみました。

見直した矩形波発生回路（PDFはこちら）

　見直した箇所は、R1とR2が16kΩになるようR1とR2を12kΩに変更して5kΩのVR1とVR2を追加したことと、使っていないオペアンプで1.3倍に増幅するようにしてみました。

完成した回路


CH1（黄色）は回路図のC点、CH2（水色）は回路図のD点

　とりあえず、四捨五入して1kHzで±1Vになりました。あと、前から気になっていたのですが、+側に10mVほどズレているのって、どうやって直すのでしょう。これは今後の宿題にとっておきます。