三角波から正弦波

質問

今、大学で正弦波を出すべく奮闘しています。
まず、私の場合は、OPのLMS555を利用して方形波を出力してその後に
OPCA3140を利用し、積分回路を組んで三角波を出力しました。
その、三角波から正弦波にしたいと思っているのですが、
どのようにすればいいでしょうか。
出力された三角波は３Vぐらいの三角波です。
ダイオードを利用しようと思いましたが、ダイオードを接続すると、
何も出力されなくなってしました。
回答よろしくお願いします。

回答No.6

inara1

以下のような仕様であれば添付回路でできます。
　　（１）　周波数は 数Hz から 10kHz 程度の範囲で変えられる
　　（２）　正弦波の歪率は1～2%程度
　　（３）　三角波と正弦波の位相は同じ
この回路は、トランジスタを使った差動増幅器の非線形性を利用して三角波を擬似正弦波に変換するものです。オペアンプU1とU2が三角波発生器で、ヒステリシス付のコンパレータを利用しているので、周波数を変えても振幅はほとんど変化しません。その後の回路が三角波を擬似正弦波に変換する部分です。この回路で発生させる擬似正弦波の歪率はトランジスタ Q1 のベースに印加される三角波の振幅で変わるため、周波数を変えても振幅変化の少ない三角波が必要です（矩形波を積分器で三角波に変換する回路では、周波数を変えると振幅が変わってしまいます）。C1 = 0.47μF としたときの周波数の可変範囲は 7Hz～600Hz、C1 = 0.01μF のとき 330Hz～22kHz 程度となります。添付波形は回路シミュレータによるものです。

回答No.5

inara1

三角波を正弦波に変換する方法はいろいろありますが、以下の３点についての情報があると、具体的な方法を絞り込めます。
　　（１）　基本周波数は変化するのか。変化するとしたらその周波数範囲。
　　（２）　正弦波の歪率の許容値
　　（３）　最終的に欲しいの正弦網だけなのか、それとも三角波も必要なのか。三角波も必要な場合、正弦波との位相差についての要求はあるのかどうか。

回答No.4

tadys

ローパスフィルタで高調波成分を取り除けば正弦波になりますがフィルタの性能としてかなり良いものを用意する必要が有ります。
それと、三角波の周波数が変わるとフィルタのカットオフ周波数も変える必要があるので厄介です。
スイッチドキャパシタフィルタを使えばカットオフ周波数を変えるのも簡単なんですが。

三角波から正弦波をアナログ処理でするのであれば折れ線近似を行う方法が有ります。
ICL8038やMAX038はそのようなICですが製造中止となりました。
MAX03.8は秋月電子でまだ購入できます。

ICL8038の回路図はここからダウンロードできます。
http://www.alldatasheet.jp/datasheet-pdf/pdf/173739/INTERSIL/ICL8038.html
回路図の右側のトランジスタが沢山並んだ部分が折れ線近似回路です。

正弦波を得る方法は沢山ありますので目的をハッキリさせてくれればもっといい答えが出来るかもしれません。

回答No.3

178-tall

「方形波」や「三角波」 (鋸歯状波？) は、基本の正弦波に直流と高調波を重畳したものなので、帯域通過フィルタで基本正弦波だけを抽出するのがふつう。
「方形波」や「三角波」に同期する「正弦波発振回路」もできそう。

回答No.2

foobar

現状の回路から発展させようとすると、高調波成分を充分減衰できるだけの低域通過フィルタ（LPF)を通す、ということになりそうに思います。
フィルタに入れる前に、三角波を一旦折れ線近似（ご質問で書かれている「ダイオードを接続」というのは折れ線近似回路を構成しようとされたのではないでしょうか）で三角波に近い波形にして、高調波を抑えておけば、次のフィルタがらくになるかと思います。

もし、根本からつくり直せるなら、発信器でもっと高い周波数（必要な信号の256倍とか）を作って、デジタル的に正弦波のデータを作り、DA変換してやれば信号周波数に近い高調波成分を小さくできるので、簡単なLPFで正弦波を得られるかと思います。

回答No.1

mnaihou

冒頭に、明確な回答でないことをご容赦願います。

面倒くさい書き込みで申し訳ないのですが、質問者の方は正弦波からＩＣを使用し三角波を出力させることが出来たそうですが、元の正弦波に戻すにはどうするか？

基本的には全く同じルートで、来た道を帰ることを最初に考えてみてはいかがでしょうか。

正弦波　→　方形波　→　三角波　→　方形波　→　正弦波

どのような石(IC)を使うかは別にして、古い人間なので波形を変換するための原理を理解すれば、微分回路・積分回路・パルス回路等、結構なものがICを使用しなくても自分で組めるものですよ。

全ての波形を重ねて見るのも一つの方法かもしれませんね。(ヒントになるといいのですが)

鬱陶しい書き込みで申し訳ありませんが、もう少しだけ考えて欲しくて書きました。