移相形発振回路の実験
スタンバイ・ピーを作っているときに、この移相発振回路が結構「いい加減」な定数で発振することに気付いて早速実験してみました。
トランジスタ1個の回路ですのでベースの吸い込み電流や、出力インピーダンスの問題で、理想的な動作とはほど遠いですが、とりあえず発振音が欲しいときなどに使えると思います。
移相回路の波形が歪んでいるのはベース吸い込み電流の影響が大きいと思います。OPアンプを使ってさらに各段にバッファを挿入すればきれいになるのでしょう。
趣味の範囲で理論無視です。掲載回路によって何らかの不利益等を被られましても責任を負いません。

実験基板

基板

実験は8種類で
@〜Cは「入力制限抵抗無し」、A〜Dは「入力制限抵抗有り」です。
移相波形、FFTともに、電源電圧:5Vとしました。ただし「回路A」のみ5Vでは発振しませんので、6Vとしました。



実験回路@〜C(入力制限抵抗:無)

移相発振回路@

移相発振回路A

移相発振回路B

移相発振回路C



<位相がシフトしていく様子(実験回路@〜C)>

位相シフト12

位相シフト34



<出力ピューリティ(実験回路@〜C)>

回路1 回路2

回路3 回路4



<発振周波数と最小動作電圧(実験回路@〜C)>

回路1
上記の最小動作電圧は回路定数はそのままで電源電圧のみを変更した結果です。
バイアス抵抗、負荷抵抗等を最適化すれば、さらに低電圧動作が可能かも知れません。



実験回路A〜D(入力制限抵抗:有)

移相発振回路A

移相発振回路B

移相発振回路C

移相発振回路D



<位相がシフトしていく様子(実験回路A〜D)>

位相シフトAB

位相シフトcd



<出力ピューリティ(実験回路A〜D)>

回路A 回路B

回路C 回路D



<発振周波数と最小動作電圧(実験回路A〜D)>

回路1
上記の最小動作電圧は回路定数はそのままで電源電圧のみを変更した結果です。
バイアス抵抗、負荷抵抗等を最適化すれば、さらに低電圧動作が可能かも知れません。



少しだけ考察
以上は各々の回路ごとに最適化もしていない状態での実験結果ですが、一応下記各々の条件に適していると思われる回路を示しておきます。

 低歪な出力が欲しい時・・・回路A
 使用部品点数を少なく・・・回路2
 低電圧で動作させたい・・・回路4



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