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連載(3)LTSPICEで回路の検討 ウィーンブリッジ発振回路(2)

ウィーンブリッジ
 次に示すのが、ウィーンブリッジ発振回路のウィーンブリッジ回路の部分です。OUTで示す部分に信号Voutを加えると、
  IN-はVoutを抵抗RA1、RA2で分圧した値になります。
            Vout ×RA1/(RA1+RA2)
  IN+はVoutの信号をCT1とRT2のローパス・フィルタ、RT1とCT2のハイパス・フィルタでフィルタリングされた値になります。

LTSP30100101.jpg

ウィーンブリッジ回路にアンプを追加
 ウィーンブリッジ回路にアンプを追加した状態を次に示します。

 

LTSP30100201.jpg ブリッジのIN-をアンプのマイナス入力に接続します。マイナス入力に接続されたブリッジのRA1とRA2は増幅器の負帰還回路を構成し、この増幅器の増幅率を決めます。
 IN+の入力は、フィルタ回路で選択された特定の周波数の信号が入力されます。入力された周波数の信号は増幅器で増幅され、再びフィルタ回路で選択され、IN+に入力されます。この繰り返しで、フィルタで選択された周波数で発振します。

正帰還回路のフィルタの周波数特性を調べる
 正帰還部分のみ抜き出し次の回路に示します。

 

LTSP30100301.jpg このフィルタの周波数特性を調べます。周波数を1Hzから1MHzまで正弦波を加えて掃引してみます。メニュー・バーのSimulate>Edit Simulate CMDを選択し、次のEdit Simulation Commandのダイアログを表示し、AC Analysisのタグを選択し次に示すように掃引タイプをオクターブ(デフォルト値)、オクターブ間のシミュレーション・ポイントを10ポイント、掃引開始周波数を1Hz、終了周波数を1000kHzに設定します。

 

LTSP30100302.jpgシミュレーション結果
 AC解析のための信号源の正弦波の信号の大きさを決めます。信号源V1のシンボルをマウスの右ボタンでクリックし、表示されるダイアログで「Advanced」のボタンをクリックし、次に示すように、電圧源の詳細設定のウィンドウで、Small signal AC analysis(AC)のAC Amplitudeの値を1Vと設定します。

 

LTSP30100303.jpg OKボタンをクリックし設定を終え、ツール・バーのRUN(人の形)のアイコンをクリックしてシミュレーションを実行します。

グラフ画面にIN+の結果を表示
 シミュレーションを実行すると、白紙のグラフ表示画面が表示されます。回路図のIN+のラベルをマウスでクリックするとIN+のポイントの出力電圧の大きさと、正弦波の位相の様子が次に示すように表示されます。


LTSP30100304.jpg 1.6kHz前後がピークの出力となり、このピーク値の位相が0度となって入力信号と同じ位相になっています。
 正帰還回路では周波数の選択が行われ、入力と同じ位相の信号をIN+に得られることが確認できました。


 次回は、このシミュレーション結果を検討し、回路の発振の様子を確認します。

<神﨑康宏>

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