（第14回）インスツルメンツの歴史 計測と制御の機器を中心に「発振器の系譜(2)」−Qなし発振回路の葛藤−
松 本 栄寿その特質は発振器の定義にもどろう。発振器とは標準周波数または波形を電気信号として発生させるための回路構成が簡単であり、発振するための電力電子回路で、正弦波（サインウエーブ）発振器と、条件が容易に満たされる。

非正弦波発振器に分けられる。

インダクタンスの取りうる値の制約から、発振周波数は比較的高い値に限られる。

正弦波発振器は真空管、トランジスタなどの能動素子と RLC や水晶振動子などの受動素子とかLC 素子値の不安定さにより、高い周波数安らなる。受動素子は発振周波数を定め、能動素子定度を望むことは困難である。

は振動を持続させる役割を果たす。

RC 発振回路L（インダクタンス）と C（キャパシタンス）で直列または並列で共振回路がつくられるとき、コイRC 発振器は、RC 素子と増幅回路から構成され

ルの L と R（抵抗分）の比、ω L ／ R を Q と呼び、Qる。RC 回路は位相選択回路として動作し、そのが大なるほど共振は鋭く安定な発振が得られる。

回路における伝送損失を増幅回路が補い、振動をこの L、C の Q がない発振回路に挑んだ電子回路持続させる。の設計者がいた。その軌跡をたどって見よう。

その特質は回路素子が小さく比較的コンパクトに構成でLC 発振器

きる。

LC 発振器は、LC からなる同調回路と増幅器な増幅回路の安定化を図れば、かなり高い周波どの能動回路から構成される。同調回路は発振周数安定度をもち、かつ低ひずみ率の波形が求波数を定め、能動回路は発振を立ち上がらせ、かめられる。

つ定常状態にいたったのち、受動素子による損失低周波から高周波までの範囲で発振が可能でエネルギーを補う役目を果たしている。

ある。
主なる回路に、ウイーン・ブリッジ発振回路、位相発振回路、共振回路

並列 T 形発振回路などがある。

E〜I

低周波発振器と唸（ビート）発振器ER

前回まで、LC 発振器と水晶発振器にふれた。この双方の発振器
ω00Q＝

ωL
R

共振周波数 ω0＝

ω1
LC

とも LC 共振、あるは振動素子のQ を利用している。この共振条件の Q が高ければ高いほど安定な周波数が得られる。さてこのような

図172同調回路と Q

L、C の Q に依存しない回路で電オートメーション

インスツルメンツの歴史

高周波
固定周波発振器

高周波
低域濾波器

平衡検波器

高周波
可変周波発振器

低周波増幅器

低周波増幅器

高周波
低域濾波器

＋Ep

図２

唸（ビート）
周波数発振器ブロック図

気振動を起こそうとすることは出来ないだろか。

度が変化しても周波数が同様に変わり、目盛を正真空管の能動素子がこの無謀な試みが実現した。

確に保つことは難しかった。それには低周波の標

ここでは RC 発振器を調べて見よう。その発端は準器をおいて対処した。つまり固定の標準周波数オーディオの交流信号を得るためであった。

発振器を組み込んで、使用前にまず唸周波数を標

このような背景からオーディオ周波数領域で準周波数に一致させて、周波数ダイヤルの調整をは、周波数可変の発振器にビート方式を採用する行うようにした。周波数標準としては、機械的振ことから始まった。LC 共振回路は理論式は単純動片、水晶共振器、などが使われた。

であるが、正確で安定な周波数をうるのは簡単で

例えば、図の発振器では、固定周波数発振器よはない。つまり理想の L、理想の C は実際には作り、約 100kc、可変周波数発振器より約 90kc 〜れない。インダクタンスにもわずかな浮遊容量が100kc を発生させ、ヘテロダイン作用により、あり、コンデンサのリード線にもインダクタンス20c 〜 10kc の唸周波数を得ている。

分がある。その影響は発振器の周波数範囲によっても変わる。

HP 社、RC 発振器とヒューレット

オーディオ領域の発振器では、内部に２台の発ヒューレット・パッカード社（HP）は、ウイリ

振器をもって、その唸（ビート）から低い周波数アム・ヒューレット（William Hewlett, 1913 ―を得る唸周波発振器（ビート方式）が工夫される。

2 0 0 1 ）と 、 デ ヴ ィ ッ ド ・ パ ッ カ ー ド（ D a v i d

これは所用周波数より高い発振器２組をおき、一Packard, 1912 ― 1996）によって 1939 年に設立され方を一定周波数で動作させ、他方をわずかに可変た。わずか資本金 538 ドルの会社が成長して、従にして、両者の信号を変調器で変調すればそれか業員 10 万人の世界有数の計測器・コンピュータら唸信号りを取出すことができる。可変発振器に企業となった。

LC 発振器を採用しても、周波数を変えるコンデヒューレットは 1913 年ミシガン州に生まれ、ンサ容量の変化はわずかにすぎず、普通のバリコスタンフォードで電気工学を学んだ。師は、無線ンで十分カバーできる。すなわち１個のダイヤル工学の第一人者フレドリック・ターマン教授のでで全周波数を目盛ることができる。

あり、そこでパートナーになるデヴィッド・パッ

しかし、２組の高周波発振器は必要な周波数にカードに出会った。卒業後 MTI で修士をとり、比べて、周波数が高いため微少な変化も唸周波数師の招きで再びスタンフォードにもどる。やがては大きな周波数変化となってしまう。したがってヒューレットは同社の最高技術者として同社をリ両回路の構成は同じにつくりにするが、周囲の温ードして行く。ヒューレットは、スタンフォード

Vol.48 No.8（2003 年 8 月号）

73

在学中の 1939 年に、RC 発振器の特許を申請している。出力安定化にタングステン電球を負帰還回路としてに採用した方式である。

ップ、製品化に多くの努力を投じた。

GR 社、RC 発振器とスコット

この RC 発振器 200A を武器に HP 社を創設し東海岸の計測器名門、ゼネラル・ラジオ社（GR）た。発振器の最初の大口のお客は、パロアルトのは 1915 年にケンブリッジに設立された。はじめ近くにスタジオをもつ、ウオルト・ディズニーでは X 線装置、ラジオ部品からスタートしたが、ほあった。彼は映画『ファンタジア』の録音編集のどなく高周波計測器のニーズに取り組み成長しために、オーディオ発振器８台の注文を出したのた。GR 社の製品は日本にも輸入されたが、官公である。のちに、この発振器シリーズはベストセ庁はじめ技術者に定評のある製品であった。

ラーとなり、1986 年までの間に 50 万台を突破したと言われている。
ヒューレット・パッカード社がとったセールス
ポイントは、一貫してイージーハンドリングであ全体が黒塗りのデザインの GR 計測器はプロ向けの製品が中心であり、万能ブリッジ、発振器、バルボル、レベル計など、国産メーカーは同社の機能を範に製品開発を競った。

った。当時の計測器のコンペチターであったゼネ

GR 社のスコット（H. H. Scott, 1909 ― 1975）はオ

ラル・ラジオ社（GR）は性能第一主義で、性能のーディオ回路設計の天才であった。スコットはマ良さ、波形の綺麗さをうたっていたが、プロ用でサチューセッツに生まれ、MIT に学び、最初ベ高価でもあった。HP 社はそれとは異なったセー

ル研で映画と Hi ― Fi 放送の研究に従事していた。

ルスポイント……発振器にはわずか３個のつまみ

1931 年 GR 社に入社し、音響関係の多くの計測器があるだけで、使いやすいと顧客に訴えた。価格を開発している。その中には 1937 年に特許申請も同等製品の 1 ／ 4 と廉価であった。この使いやすした、オーディオ発振器にもなる周波数選択回路

い機能の計測器マーケットが高級機より広かったようである。結局 GR 社は競争に破れ、やがてその幕をとじることになる。

Jan. 6, 1942.
W. R. HEWLETT
2,268,872
VARIABLE FREQUENCY OSCILLATION GENERATOR
Filed July 11, 1939

ヒューレットは、ターマンとともに計測器へのFIG.1.

負帰還応用の論文を出している１）。日本の計測器メーカーと技術者たちは、第二次大戦後実物を目aにし、負帰還回路と RC 発振器の技術キャッチア

R1b121011R4C1R3R2C2＋Ea
Eb.3

RATIO.4.26040 LAG
2002040 LEAD
60.1
1／8f

1／4f

1／2f
1f2f
4f
RELATIVE FREQUENCYPHASE SHIFT

FIG.2.

8f

INVENTORWILLIAM R. HEWLETTBYATTORNEY

図３74

HP 社 RC 発振器 200A

図４

ヒューレット特許： 2,268,872
オートメーションインスツルメンツの歴史の発明がある ２）。それまでの回路より優れた RC

DEGENERATION NETWORK

C3発振器であり、GR 社がやがて市場を独占する可3能性があった。しかし幾つかの原因でそうならな

R5R6

GR 社の信条は性能第一、お客がどう言おうと7価格第二であった。すでに 1930 年代には性能のINPUTV1T2C11R7C724かった。

優れた幾つかの唸周波発振器をもっていた。唸周C6R13V2C12V39M1R108R11R1210R9波発振器には、周波数レンジ切替スイッチなしに−＋Brでも、ダイヤルで広い周波数範囲をカバーできる特徴があった。

R14OFF
REGENERATION CONTROL

実は GR 社も 1939 年には 608A 並列 T 形 RC 発振器を作ろうとした。HP 社はウイーンブリッジ型でコンデンサをつまみで回して周波数を変える

図５スコットの選択増幅器（発振器の回路）、文献２）
より方式であったが、608A はプッシュボタン型で周力つまみだけで「操作の単純さは、生産テスト、波数を選択する方式を選んだ。GR 社の 608A は保守、開発作業の高価な時間を節約する」と書か専用部品を使い 260$、それにくらべ HP 社のれている。また「電源投入の数分後でも周波数は200A は一般用部品を使い 71.5$ であった。やがて安定、その後もゼロ調は不要」と強調している。

1955 年 GR 社もプラグインユニット方式の発振器

これにくらべるとかつての GR 社の唸発振器

1210 を作るが、それでも電源部とで 180$、オーは、波形は綺麗であるが、電源をいれてから校正

ディオ発振器では GR 社は HP 社の数倍の価格差のために標準周波数で調整する、ダイヤルだけで３）が解消できず敗退したことになる 。
スコットは多才であった。1946 年スコットはは周波数が分からず、校正カーブで補正するなどの手数が必要であった。

独立し、まず放送用の 78 回転レコード用のノイ

お客の求めるものは何だろうか。歪みのない波ズサプレッサーを作り成功する。1947 年にはス形だろうか、目盛が読みやすい発振器だろうか、コット社を創り、レコードアンプの製作、さらにスイッチやダイヤルの操作性だろうか、価格だろ放送局級の超高級ステレオ・アンプを設計していうか。どんな製品も、お客のすべてを満足するもく。読者は第二次大戦後の Hi ― Fi ブームをご存知のはできない。GR 社は恐らく自社の主力製品や、だろうか。まず 1960 年代にウィリアムソンアン利益を上げている分野と競うような製品は無意識プが出現し、特殊な鉄心の出力トランスと負帰還に避けたのであろう。ヒューレットやスコットの回路を採用して 10Hz 〜 20kHz で 0.1%以下の低歪ような開発技術者だけでなく、企業の思想が重要を実現した。ついで LP レコードの出現とともに、である。HP 社と GR 社の対決にはそれが見え隠アメリカではスコット、フィッシャーなどのアンれする。市場競争は電卓やパソコンの世界ばかりプが成長する。ありきたりのアンプに飽きたユーではない、計測器の世界でもそうである。

ザーは超高級アンプを求めた。1970 年代になる

参 考 文 献と最高級のマランツやマッキントッシュが出現する。スコットはその先鞭をつけた人物であった。

ユーザーの求めるモノ
HP 社製品は Simplicty in Operation を掲げていた。最初の周波数カウンタ 524A の説明書にも明記されていたし、オーディオ発振器には、ForSpeed and Accuracy として前面のつまみは３つ、主周波数ダイヤル、レンジ選択スイッチ、出Vol.48 No.8（2003 年 8 月号）

1）F. E. Terman, R. R. Buss, W. R. Hewlett, F. C. Cahill;“Some Application of Negative Feedback withParticular Reference of Laboratory Equipment”,
Proceedings of IRE, 649 ／ 655, Oct. 1939
2）H. H. Scott; “A New Type of Selective Circuit andSome Applications”, Proceedings of IRE, 226 ／ 235,
Feb. 1938
3）Alan Douglas; “How General Radio Fumbled the Ball”,“The Old Timer’s Bulletin”, 50 ／ 51, Vol. 37, No. 2, May
199275