21章:ウィーンブリッジ回路

    作成2014.01.31
     ウィーンブリッジ回路で正弦波を発生します。

  1. ウィーンブリッジ基本回路
    (1)評価回路
     ウィーンブリッジ基本回路を図21-1に示します。


     図21-1において、Vnを与える関係式は、直列回路の電流が等しい関係から

    同様にVpを与える関係式は

    ここで、オペアンプの基本条件から

    (21.1)式、(21.2)式、(21.3)式を整理すると

    ここで

    とすると、虚数部がゼロの条件から

    実数部がゼロの条件から

    が発振条件として求まります。


  2. 具体的ウィーンブリッジ回路
    (1)評価回路
     ウィーンブリッジ基本回路は、発振振幅が制御できないため、具体的ウィーンブリッジ回路は振幅制限機能を追加した構成になります。
     具体的ウィーンブリッジ回路を図21-2に示します。

    発振周波数は

    発振条件は

    となります。


  3. 簡易オシロによる電圧変化測定結果
     図21-2の具体的ウィーンブリッジ回路の出力波形を簡易オシロで観察した結果を図21-3に示します。

     図21-3の出力電圧変化において
    ・波形振幅:±2.0V
    ・振動周期:11.6ms
    ・周波数f:86.2Hz
    となり、計算値88.4Hzに近い周波数であることが確認できます。


  4. 結果の検討
    (1)ウィーンブリッジ回路により、正弦波出力波形を得ることができる。
    (2)簡易オシロは測定間隔の制限から、500Hz以上の高周波波形の観察は適さない。
    (3)ウィーンブリッジ回路は100Hz以下の低周波正弦波形を得ることができる。
    (4)簡易オシロの測定可能電圧範囲が0〜5Vであり、オペアンプ出力範囲±6Vをカバーできない。
    (5)簡易オシロの測定可能電圧範囲が0〜5Vに収めるため、抵抗分圧を行う必要がある。









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