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発振とは？

[ 80] 発振回路
[引用サイト]
http://www1.ttn.ne.jp/~shima/edu/zikken/osc.htm

正弦波，方形波，鋸波など）を発生させる回路であり，帰還増幅回路のうち，正帰還回路で，基本増幅回路の利得Kと帰還回路への帰還率βの積
Kβ（ループ利得）が 1 となったとき，発振を起こす。ここでは，そのうち正弦波を出力するウィーンブリッジ発振回路について実験を行った。
）が，直列抵抗の負帰還作用により，利得が過大にならない様にし，発振波形のひずみを抑え，振幅を一定にするといった効果がある。
1：入力V1＝5[V]とし，実験Ⅲ－1（BPF）の結果を基に，可変抵抗Vr1を変化させたときに正弦波が出力されるときのVr1の値と周波数f
，およびその他の場合での（出力波形がひずんでいるときの）波形の変化を観測する。
1：各音階（低いド～高いド）についてその理論周波数を調べ，それらの周波数をBPFのRC直列部分にある抵抗に，並列に抵抗を接続することにより実現させる。
2：実現した音階について，それに必要な並列抵抗の値，およびその時の周波数を測定する。
ウィーンブリッジ発振回路は，BPF回路にOPアンプを接続し，さらに2つの抵抗をOPアンプの－端子側に追加したもので，OPアンプ側の利得をK，帰還回路であるBPF側の利得をβとすれば，
となることが必要である。この実験では，回路8中の可変抵抗Vr1を変化させて発振を起こし，正弦波となったときの周波数を測定した。即ち，K
4.4[Hz]ほど小さいものとなったが，有効数字2桁までは，両者は一致した。
Vr1の値はこれ以下になると，波形は正弦波から徐々にひずみ，方形波になる。また，これ以上の値では，波形は急に無くなり，発振しなくなる。波形がひずんでいる状態または波形の無い時は，回路ではOPアンプ側の利得Kが発振を持続させるための条件に合っておらず，その為に，十分な発振動作を行えずに出力波形が方形波となって出てくると考えられる。
この回路を二つの部分に分けて再検証する。ウィーンブリッジ回路は，帰還部分であるBPFと，そこからの帰還電圧を入力とする非反転増幅回路の二つの部分に分けられる。今，帰還回路のBPFの利得β
K = 3 であることが必要である。非反転増幅回路の利得Kは，抵抗Vr1の下側に直列につながる抵抗をRi（
）。発振を維持するための利得は3であるが，発振のきっかけが無ければ，発振が起こらない。そのきっかけは回路中のわずかなノイズ（
周波数成分）が必要で，それを必要な信号振幅まで上げるには，3以上の利得が基本増幅回路側に求められるからである。そのため，実際の利得は3よりも大きくなったと考えられる。
実験Ⅳ-2では，ウィーンブリッジ回路のうち，RC直列部分の抵抗に並列に抵抗を接続し，音階の周波数を発生させる電子ピアノを製作した。理論上の各音階での周波数は上記の通りで，始めに，目的の抵抗に可変抵抗を並列接続し，その抵抗値を変えて，各周波数に必要な抵抗値（
これを理論抵抗とする）を見つけ出した。その後，並列抵抗を通常の抵抗の組み合わせに変え，導き出された理論抵抗の値を基に抵抗値を設定した。音階のうち，ド（高）とシについては，実験での回路中のR，Cの変更では，他の音階と共に可変抵抗での理論値が取れなかったので，通常の抵抗での組み合わせも省いた。以下に，その実験結果を示す。
実験結果を見ると，理論抵抗値と通常抵抗の組み合わせでは，大きな差は無く，特にラ，ミ，レは有効数字2桁までが合った。ただ，理論抵抗と実際の抵抗の値を見比べると，実際の抵抗値の方が理論の抵抗よりも低い値となった。
これによる各音階の測定周波数は，理論よりも全体として1[Hz]前後，高いものになっていた。但し，ラについては，最初の測定段階では理論値
この間の抵抗や各機材の差し替えはなく，回路中の何らかの原因で周波数の降下が起きたと思われるが，本実験では，その原因の特定はできなかった。
この様に，BPF側の抵抗値を変えると発振周波数が変わる訳を考える。BPFの理論式を抵抗値が異なるときの式に直すと，直列側抵抗R1（
となる周波数になれば良いことが分かる。これにより，発振周波数は変化することになる。

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