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この回路について
この回路の動作について 画像の正弦波発振回路について何卒ご教授ください。 この回路は参考書に載っていたもの（それをＬＴspiceで再現した）ですが、動作原理が理解できません。 この回路において前半のオペアンプ（画像のＵ１）の出力はsin波で、後半のオペアンプ（画像のＵ２）の出力はcos波となっております。 後半のオペアンプ（Ｕ２）の回路部は積分回路（微分回路かも）になっており前半のオペアンプの出力（sin波）を積分（微分）する事でcos波を得ていると思うのですが、前半のオペアンプの回路部はオペンプの出力がそのまま負帰還（－端子）に入っており、これでは単なるボルテージフォロアになってしまい、正弦波どころか発振回路にすらなっていないと思うのです。 オペアンプ回路の理解が足りないだけだと思いますが、どうしても分からないので、何卒ご教授願います。
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- xpopo
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今日は、 この回路の動作の説明は回答NO1の方の内容のとおりです。 せっかく、LTSpiceをお使いなのですから、LTSpiceで動作を調べて確認しましょう。 LTSpiceでの回路図とシミュレーション結果を添付図に載せましたので、調べ方 を以下に説明します。 １）正弦波信号源V3をOPアンプU2の出力と抵抗R3の間に挿入します。 ２）V3の上でマウスを右クリックしてAC Amplitude:に値 1 を入力します。（AC解析 の準備） ３）メニューから [Simulate」 － 「Edit Simulation cmd]をクリック ここで周波数8Hzから4kHzまで周波数をスィープするように、 Type of Sweep: Octave Number of points per octave: 100 Start Frequency: 8 Stop Frequency: 4k のように設定します。 ４）初期条件（initial conditions)の設定 メニューから[Edit] - [.op SPICE Directive]をクリックして Edit Text on the Schematicc ウィンドウを開きます。 コメント欄に半角で .ic V(y)=0V V(a)=11V と入力します。 この後、Runでシミュレーションを走らせた結果が添付の周波数特性です。 シミュtレーション結果から、 (1) V(y)/V(x)・・・ 一巡伝達関数を表します。 実線がゲイン、点線が位相を示してます。 結果から、ゲインが0ｄBになる100Hzで位相が0度になってますので発振条件が 成立しているのが分かります。 (2) V(a)/V(x)・・・ ポイントXからポイントAへの伝達関数を表します。 結果から、ゲインは100Hz以下では0dB一定で100Hz以上の周波数では-12dB/oct の割合で減衰するローパスフィルタ特性を示しています。 位相は低い周波数では0度、周波数100Hに向って遅れだし、100Hzで－90度まで 遅れて、100Hz以上では-180度に向って更に遅れてゆく特性を示しています。 (3) V(y)/V(a)・・・ポイントAからポイントYまでの伝達関数を表します。 これは積分器です。ゲインは-6dB/octの一定の割合で周波数の増加につれて 減衰し、位相は90度一定です。 ぜひご自分でLTSpiceを走らせて確認してみてください。
- tance
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前半のR1, C1, R2, C2から成る回路はサレンキー回路と言って ２次のローパスフィルタになっています。通過域の周波数では ゲインは１です。（高い周波数ではゲインは１以下） ２次ですからカットオフ周波数では-90度の位相遅れを生じます。 ずっと低い周波数では位相は遅れません。 一方、後半の積分回路はゲインを持っています。 積分器はどの周波数でも-90度の位相遅れを示します。 そして、OPアンプの反転入力に信号が入るために もともと逆位相ですから、入出力位相差としては -270度（または+90度）となります。 これらをタンデムに（従属に）接続すると、一巡のゲインは 周波数によって変わる値になり、低い周波数では１以上に なり、位相はローパスフィルタのカットオフ周波数では -90 + -270 = -360 となります。( -90 + 90 = 0 ) いずれにしてもこれは同相ということを示しています。 別な言い方をすれば、正帰還です。 ここでゲインが１（以上）ならナイキストの発振条件を満たします。 なお、R3がどうして必要なのかは解りません。 シミュレータで実際に発振しましたか？ 発振器のシミュレーションは ノウハウが要求されます。
