ｳｨｰﾝﾌﾞﾘｯｼﾞ正弦波発振器 動作説明
  正弦波とは
 円の周りを一周すると元の場所に戻ります。 今は周波数を表すのにヘルツ（Ｈｚ）という単位を使いますが、以前は周波数を表す単位としてサイクルという言葉を使用していました。 これは１秒間に円を何回まわるか（１周は１サイクル）ということで、高い周波数は回転が速いわけです。 左の図で、正弦波が０Ｖ→プラス→０Ｖ→マイナス→０Ｖまでを１サイクルと言います。 周波数に関係する言葉で「周期」と言う言葉があります。これは１サイクルに要する時間です。周波数の逆数になります。 周期（Ｔ）＝１／周波数（Ｆ） 周波数（Ｆ）＝１／周期（Ｔ） という関係です。 例えば家庭で使用している電気は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚです。５０Ｈｚの場合、１周期の正弦波が１秒間に５０回発生していることになります。６０Ｈｚでは６０回です。 ですから、１周期は１／５０＝０．０２秒（２０ミリ秒）となります。６０Ｈｚの場合は１６．６･･･ミリ秒です。 正弦波が円と関連していることを直感する方法としてリサージュ円を描かせる方法があります。見たからと言ってどうということもないのですが、正弦波が円と関係が深いことが分かった気になるかも知れません。 歪みの無い正弦波は円を描くと真円になります。 発振器の原理
 カラオケと違うのは不注意ではなく、意図的にやることです。（カラオケで意図的にハウリングさせる人もいますが） 歪みの少ない（快適な）信号を安定に発生させるのが発振器です。
ウィーンブリッジ発振回路の原理 基本構成 C1,C2,R1,R2で構成される部分は正帰還によりオペアンプに発振動作をさせると同時に、CRの時定数により発振周波数を定めます。 一方、R3,R4の回路はオペアンプの増幅率を制御します。 詳しい計算式は省きますが、この発振器は増幅率を３とすると発振します。３未満では発振しません。３を越えると出力が飽和してきれいな信号が出なかったり、発振が止まってしまいます。 増幅率を３に制御する必要があります。 ですから、この基本回路だけでは実用には使えません。 どこがブリッジ？ このブリッジの平衡条件が発振条件になります。 発振周波数は以下の式になります。  C = C1 = C2、R = R1 = R2とすると以下になります。  この時に安定した発振をするために必要なオペアンプの条件は増幅率＝３です。 増幅率から逆算してR3とR4の関係を求めると以下になります。（正相増幅） ３＝（１＋Ｒ４／Ｒ３） すなわち Ｒ４＝２･Ｒ３ の条件が必要です。 正帰還回路の回路構成は左のようになっています。 この回路の構成はローパス･フィルタとハイパス･フィルタから構成されていることが分かります。 ローパス･フィルタとは周波数の低い信号は通過するが、周波数が高くなるほど信号が通過しにくくなる特性を持っています。周波数が高くなるとＣ１により信号が接地に流れて出力電圧が低くなります。 ハイパス･フィルタは逆に周波数が高い信号は通過するが、周波数が低くなるほど信号が通過しにくくなる特性を持っています。周波数が低くなるとＣ２を通過する信号が少なくなるためです。  この２つを組み合わせると、特性が重なった周波数の領域の信号が通過するようになります。このようなフィルタをバンドパス･フィルタと言います。特定の周波数帯（バンド）だけを通す（パス）フィルタと言う意味です。 ウィーンブリッジ発振の振幅制御
簡単なものから、凝ったものまでいろいろな回路があります。 今回使用した回路は出力を全波整流して直流にし、それによりＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を使用して増幅率を決める抵抗値を変化させるものです。 電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）の動作原理 制御しようとする回路の電流はＮチャネルの半導体のドレイン端子からソース端子に向かって流れます。ゲートにはＰチャネルの半導体が使われます。ゲート端子にマイナスの電圧が加わるとＮチャネルの電子（マイナスの電荷を持つ）は反発してＰチャネルとの接合部分に空乏層（電子が存在しない部分）ができます。この空乏層には電子が存在しないので、電流は流れません。ゲートに加わる電圧が高くない場合には空乏層は小さく、ドレイン電流の流れはあまり影響を受けません。  そのため、ドレイン電流は流れる場所が狭くなり、電流が減ることになります。 すなわち、ゲート端子に加える電圧を変えることによって、ドレイン電流を制御することができるわけです。 ＦＥＴの大きな特徴はゲートに電流が流れないということです。 ゲートの電圧のみで制御できるのです。制御するのに電力（電流×電圧）がいらないのです。この動作は真空管の動作と良く似ています。 ＦＥＴを制御する回路は制御する電圧だけ気にしてれば良いわけです。 IC(2/2)で構成する回路は全波整流回路です。 発振器の出力電圧がプラス電圧の場合、D2を通してIC(2/2)のマイナス入力端子に信号が伝わります。プラス入力端子にはD3がブロックして信号は伝わりません。 この時、IC(2/2)は反転増幅をするので、IC(2/2)の出力にはマイナスの電圧が出ます。 次に、発振器の出力電圧がマイナス電圧の場合、D3を通してIC(2/2)のプラス入力端子に信号が伝わります。マイナス入力端子にはD2がブロックして信号は伝わりません。 この時、IC(2/2)は正相増幅をするので、IC(2/2)の出力にはやはりマイナスの電圧が出ます。 このようにIC(2/2)には常にマイナスの電圧が出ることになります。 IC(2/2)の出力は脈流ですので、D1を通してR7およびC4で平滑し、完全な直流とします。 全波整流回路による直流はIC(1/2)の出力（発振器出力）の信号の大きさにより変化します。 全波整流回路により作られた直流電圧はR6を通してTR1(FET)のゲート端子に伝えられます。 IC(1/2)の出力信号が大きくなるとTR1に加わるマイナス電圧は高くなります。すると、TR1のドレインとソース間の抵抗値も高くなります。R3と直列に入っているTR1の抵抗値が高くなるとIC(1/2)の増幅率を下げることになります。それにより、IC(1/2)の出力も抑制されます。 R5とC3はTR1の周波数特性を改善するもので、TR1による発振信号の歪みを少なくするためのものです。
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発振周波数を定める
