Transcript 開ループ利得の周波数特性を測定

実験4-1 ウィンブリッジ発振器
千葉 寛史
横井 由貴子
1.目的・実験方法

ウィーンブリッジ発振器の発振原理を理解する。
⇒ウィーンブリッジ発振器
⇒増幅器の特性

 発振周波数
周波数特性
：R
：開ループ利得の周波数特性を測定
に対する発振周波数f0を測定
R
kΩ・
kΩ Ω
Ri528
Ω,0R.75
f  56
C  0.389μF ,VL'  1.0V
 出力電圧
に対する出力電圧
飽和特性 V を測定
:R
f
L
：開ループ利得の直線性を測定
(電球) R  0.75kΩ
電球・抵抗ともに
(抵抗
0,.75
kΩ
R,i R 28
ΩΩ
R  0).R
75
kΩ
R 
28,Ω
 56
i
f
2.実験回路の原理
振幅制限(安定化)回路

平衡条件
Ri  R f
Rf
3
Ri  2 R f
Ri  28Ω, R f  56Ω

発振周波数
⇒バンドパス・フィルタ
1
f0 
2πCR
周波数選択回路
3-1-1.結果と考察
(開ループの周波数特性について)
5
f0=81.8Hz
f0=545.5Hz
2000
5000
0
-5
10
1
100
1000
10000
100000
利得T[dB]
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-6dB/oct.
1
2πCR
C  0.389μF
f0 
-45
周波数f[Hz]
 発振周波数
 OPアンプの特性
 バンドパス特性(周波数選択回路)
R=5kΩ
R=0.75kΩ
3-1-2.結果と考察
(開ループの飽和特性について)
10000
抵抗が小さくOPアンプ
のノイズも通過させる
出力電圧VL’（mV)
1000
定振幅
発振
VL1'(電球)
100
VL2'(抵抗)
45°
10
10
抵抗が大きくノイ
ズが消費される
100
1000
入力電圧VL（mV)
抵抗のループ利得Tは1になる
電球は温度によって抵抗値が変化する
10000
3-2-1.結果と考察
(閉ループの発振周波数について)
1000010000
f0（測定値）
周波数f(Hz）
f0(計算値）
1000 1000
f0（測定値）
100
100
10
0
10
0
0.5
0.5
1
f0 
2πCR
1
1
1.5
1.5
2
2
2.5
2.5
3
3
3.5
4
3.5
4.5
4
5
4.5
5
抵抗R（ｋΩ）
C＝0.389μF
3-2-2.結果と考察
(閉ループの出力電圧)
出力電圧VL(V)
6
5
4
温度が
上昇
3
波形のひずみ VL(電球）
温度が
安定
2
VL(抵抗）
55Ω
1
Rf（Ω）
0
10
20
30
40
50
電力条件Rf/Ri≒２
 発振のひずみ

60
70
80
90
100
4.結論
数値は計算より求めた値とほぼ等しく実験は
成功したといえる。
 ウィンブリッジ発振器と電球による振幅制限
の理解を深めた。
