微分回路のりリンギング

質問

CRをそれぞれ一つずつ使った典型的な微分回路を作製しました。10マイクロsec程度の矩形波を与えたのですがリンギングがかなりあります。ブレッドボード上では、時定数も十分であるためきれいな波形がえられたのですが、プリント基盤に作製したらいきなりリンギングが発生しました。原因はなんでしょうか？

当方学生で、はじめてここで質問させてもらいます。わがままですが、学生にもわかる程度に噛み砕いて解説していただけないでしょうか。よろしくお願いします。

回答No.2

tadys

リンギングはLC共振が原因で発生するものなので、CRだけの回路では原理的にリンギングは発生しません。

オシロスコープで観測する時にリンギングが発生する原因として一番多いのはプローブのアースリードのインダクタンスによる共振です。
これが原因によるリンギングを抑えるにはアースリードを出来るだけ短くする事です。
プローブによってはアースリードを短くする為のアダプタやソケットが付いている事が有るのでそういうものを使用します。
下記資料の図６にリードの長さによるリンギングの変化が示されています。
図７には、スプリンググランドコンタクトの使用例が示されています。
プローブが原因のリンギングを抑えるのに最も効果的なのは差動プローブを使用する事です。
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20070905/138795/

こちらの図１－９も参考に
http://www1.tek.com/ja/forms/response/306273X319306/Probe_primer_60Z-6053-8.pdf
プローブを正しく使用する事は測定結果の正しさを左右する重要な問題です。
プローブの正しい使用方法を理解しましょう。

まずは、プローブのアースリードを短くしてリンギングの変化を調べる事です。
アースリードの長さを変えてもリンギングが変わらなければ、それはプリント基板のインダクタンスによるものです。
パタンのインダクタンスを下げることでリンギングを抑える事が出来ます。
その為にはパタンを太く短くするのが効果的です。
グランドのパタンはベタアースとします。

なお、信号の立ち上がり（立ち下がり）時間が短い（ｐｓ～nsオーダー）場合にはパタンを伝送線路として考える必要が有ります。
伝送線路では信号源／負荷のインピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスが整合していないとリンギングが発生します。

補足

早速のご回答ありがとうございます!!こんなに早く回答がもらえて驚きです！もっと早くOkwaveをつかえばよかった..。

ブレッドボード上では波形がえられているので、オシロのプローブの影響とは考えにくいです。ベタにはしていましたが、配線が長いのは確かに問題だったかもしれません…

もう一度回路を作り直してみます！ありがとうございます!!

回答No.1

angkor_h

一般的にCR回路ではエネルギー蓄積はないのでリンギング(振動)は発生しません。
あまりにも時定数が小さいので、配線に存在するわずかなインダクタンスが影響していると思います。

ブレッドボード上とプリント基盤に作製した回路をそれぞれ物理的大きさや長さについて
信号源－C－R－信号源のアース側という経路を追いかけて、比較してみてください。
配線長、部品のリード線長さ、など。
その他では、計測側のケーブルも影響するのでご注意を。

これらの、CR部品以外に存在するCRLを含んで等価回路を描いて、それを解析すればわかるはずです。
なぜそうなるのか、を解析するのが学生の本分かと思います。人に解析を求めるのはその後かと…