質問: オペアンプを用いた方形波発振回路 オペアンプlm358を用いた発振回路についてです。 オペアンプのvin-には、コンデンサcを接続する。 cはgndとつながっている。 vin+にはgndとつながる抵抗、vccとつながる抵抗、voutとつながる抵抗の3つを接続する。vin-とvout端子に可変抵抗とダイオードを接続する。可変抵抗は並列に2つ接続し、それぞれの可変抵抗につないでいる ダイオードの極性は片方は順方向、片方は逆方向に接続する。 オペアンプを用いて方形波発振回路を設計する際、 オペアンプに並列に接続した可変抵抗のあたいをかえることで 発振させる方形波のパルス幅を変化させることができるのですが、 出力パルス幅を短くすると、波形が方形波になりません。 この理由を検討しなければいけないのですが、わからなくていきずまっています。回答よろしくお願いします。
回答: こういう回路ですね。 di ┌─ vr1 ─ ← ─┐ ├─ vr2 ─ → ─┤ │ ┏━┓ │ ├──┨- ┠┬─┴─ vout c ┌┨+ ┃│ ┷ │┗━┛ │ ├─ r3 -┘ vcc ─ r1 ─┤ r2 ┷ lm358のスルーレートはデータシート [1] の電気的特性に出ていませんが、データシートの7ページにある「voltage-follower pulse response)の出力波形を見ると、 0.5v/μs程度のようです。したがって、出力の立ち上がりと立下りの傾斜はこれ以上にはなりません。パルス幅を短くすると、三角波状になり、さらに短くすると振幅も落ちてくるはずです。上の回路を回路シミュレータにかけてみましたが(c = 1000pf、vr1 = vr2 = 1kω、r1 = r2 = r3 = 100kω とした)、出力波形の傾斜は 0.5v/μs程度でした。 opアンプのスルーレートを sr [v/μs] 、矩形波の振幅を a [vpp] としたとき、三角波になる最低周波数 f [mhz] は f = sr/(2*a) となります。sr = 0.5 [v/μs]、a = 1 [vpp] とすれば、f = 250 [khz] になります。実際には、50khz以上で台形になってくると思われます。もっと高い周波数まで矩形波にしたいのであれば、スルーレートの大きなopアンプを選ぶべきでしょう。 [1] lm358データシート http://www.national.com/jpn/ds/lm/lm358.pdf