クワドラチャ発振器〜安定したキレイな正弦波つくれます

 

クワドラチャ発振器〜安定したキレイな正弦波つくれます
クワドラチャ発振器〜安定したキレイな正弦波つくれます

前回に、キレイな正弦波を得るためにウィーンブリッジ発振器を制作しました。ところが実際に使ってみると、出力信号がだんだん小さくなり、しまいには発振が止まってしまいました。ウィーンブリッジ発振器で安定して発振させるには難しいようです。

そこで今回は、もっと安定して発振するといわれる「クワドラチャ発振器」を作ってみることにしました。この記事では「クワドラチャ発振器」の回路図やつくり方をご紹介します。

はじめに

クワドラチャ発振器は、デュアルオペアンプ1つで作ることができます。部品数はウィーンブリッジ発振器と大差ありませんので、これから作るのであればクワドラチャ発振器をオススメします。

なお、この記事で紹介する回路は「OPアンプ回路の設計」を参考に、私が単一電源で動くように改造したものになります。

クラムチャウダーじゃないよ、クワドラチャ
クラムチャウダーじゃないよ、クワドラチャ

クワドラチャ発振回路図

こちらがクワドラチャ発振回路図になります。9V電池の単一電源で動かせるようになってます。

クワドラチャ発振回路図
クワドラチャ発振回路図

オペアンプはNJM4558になっていますが、TL072などでも構いません。

発振周波数の計算

ウィーンブリッジ発振回路と同様に、CとRを同じ値にそろえれば、発振周波数をカンタンに設定できます。発振周波数の計算は次のとおりです。

$$f=\frac{1}{2πCR}$$

回路図の説明

この回路では、約1kHz(1061Hz)で発振するように設定しました。

出力にボリューム抵抗を使って、出力の大きさを調整できるようにしてあります。

オペアンプの3番ピンから7番ピンにまたがっている160kΩ(10kΩ+150kΩ)の抵抗は、Rの値の10%くらいに調整するとキレイに発振するようです。

オペアンプの7番ピンからは、位相が90度ズレた余弦波(cos波)も得られます。興味のある方はやってみましょう。

回路の組み立て

ブレッドボードで扱いやすいようにするため、基板を作ってクワドラチャ発振器モジュールを作ってみました。

クワドラチャ発振器モジュール
クワドラチャ発振器モジュール

出力波形の観察

クワドラチャ発振器を動かして、出力波形を観察してみました。このようにキレイなサイン波が得られました。

クワドラチャ発振器の出力波形
クワドラチャ発振器の出力波形

わずかですが下側がクリップしてましたので、3番ピンから7番ピンの抵抗を160kΩから157kΩに変更しました。ここらへんは各自で微調整してみてください。

出力の可変抵抗を調整して、1Vppにすると低周波回路実験で使いやすいと思います。

記事に関するご質問などがあれば、
@tosisico または お問い合わせ までご連絡ください。
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