迷走の果て・Tiny Objects

迷走する日々の覚え書きです。自分で分かってることは省略してますので、念のため。

オールパスフィルタを使った発振回路の実験

オールパスフィルタは移相回路ともいい、ゲインは一定で位相が周波数によって変わる回路のことです。
詳しくは電脳工作室をご覧下さい。

このオールパスフィルタを使った発振回路の実験をしてみました。
使ったオペアンプは手持ちにあったNJM4580DDです、電源は±15Vです。
phaseOSC.png

二つのオールパスフィルタで位相を180度反転させ、反転増幅回路でさらに180度反転させています。
周波数の可変は二連ボリュームのVRa・VRbでおこなってます。ホントは100KΩにしたかったのだけど手持ちがなかったので50KΩの二連ボリュームを使っています。

ウイーンブリッジ発振回路等で周波数を可変にする場合、二連ボリュームのギャングエラーが問題になる場合があります。
ギャングエラーが大きいと出力の振幅が変化したり、発振停止に至る場合もあります。

この回路では原理的には出力振幅はギャングエラーの影響を受けません。
振幅制御には手持ちにあったモリリカのCDSフォトカプラ MCD5221を使いました。
実はかなり以前に買ったものですが、もったいなくて使えず、ず~~と眠ったままでした^^;;。
今となってはMCD5221は入手は困難でしょう。
(ヤフオクでたまに出ることがありますが落札希望価格がびっくりするぐらい高いです)
でも秋月電子でCDSフォトカプラは売ってますし、いざとなれば自作も可能です。(使えるかどうかは未確認です、念のため)
こちらのサイトではミノムシクリップのチューブを使って自作されています、ちょっとびっくりです。

各オペアンプの出力を全波整流してフォトカプラのLEDに加えています。少しでもリプルを減らすためです。
CDSは高抵抗域において反応が悪いのですが、ここではその性質を利用して振幅制御回路に必要なフィルタを省略してみました。VRを調整して出来るだけCDSを高抵抗域で使うようにLCDの電流を調整します。

当初C3は付けてませんでしたが、約1.4MHzで発振がおこってしまいます。カットアンドトライの結果22pで高域での発振は停止しましたが、これを付けたため高い周波数での発振に影響してしまいます。カットオフ周波数が約720KHzになるので最高発振周波数としてはそれより一桁ぐらいは低くしないといけないでしょう(未確認)。

移相発振回路1
実験中

移相発振回路2




WaveSpectraでの測定結果。
オーディオインターフェースはローランドのUA-1EXを使いました。
10k.gif
10KHz。
三次高調波が見えないが、おそらくUA-1EXの入力回路でカットされていると思います、THDがいいのはそのためでしょう。
38KHz辺りのスペクトルは多分エイリアス。

1_3k.gif
1.3KHz。

100h.gif
100Hz。
上に比べて高調波のレベルが高くなっています。CDSの応答の悪さを利用してフィルタを省略しましたが、この辺りからその影響が出ているようです。

28h.gif
29Hz。
さらに高調波のレベルが高くなってます。
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