はじめに
オペアンプを使って矩形波を出力する回路をLTspiceで
シュミレーションして、ブレッドボード上に回路を作ってみた。
使ったもの
- 出版社/メーカー: サンハヤト
- メディア: Tools & Hardware
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100kΩ抵抗４個
0.1μF コンデンサー1個
9V角電池
オペアンプNJM2904
原理
マルチバイブレータの種類
マルチバイブレータとは方形波（矩形波）を出力する回路。
この回路の０か１という論理的な信号を出力する。0か１を出力する
と言ったけど、実際は0が-5Vで1が+5Vみたいに対応する。
マルチバイブレータは次の３種類に分類される
非安定型マルチバイブレータ
入力端子を持たない回路。出力波形は連続で
方形波を自動的に出力し続けることが出来る。
今回作成したのは発振回路。
単安定型マルチバイブレータ
この回路は入力端子を持ち、入力されたトリガパルスと
同じ数の方形波を出力する回路。
双安定型マルチバイブレータ
この回路はフリップフロップ回路のこと。
オペアンプでこの回路を作ることはほとんどない。
オペアンプによる非安定マルチバイブレータ
オペアンプで作る非安定型マルチバイブレータの回路図を以下に示した。
この波形グラフはさっき示した回路図のVout,Va,Vbでの電圧波形を示していて
それぞれVoutは緑色、Vaは青色、Vbは赤色である。
はじめは、コンデンサCの電荷は０である、このため出力電圧Voutは
Vout = +Vとなる。時間が経過するとコンデンサに満タンになって
Vout = +Vに変化し極性が変わる。
ただし今回使うオペアンプは単電源で動かしているので
出力電圧は全て正電圧で変化する。
Va,Vb地点の電圧は次の式で表せる
$$ V_{a} = \frac{R_2}{R_1+R_2} $$
$$ V_{a} = \frac{R_2}{R_1+R_2} $$
非安定型マルチバイブレータの周期は
$$ T = 2R_fCln\frac{R_1 + 2R_2}{R_1} $$
LTspiceでシュミレーションしてみた
実際に回路を組む前にLTspiceでシュミレーションしてみる
いい感じに方形波を出力してますね
ブレッドボードに組んでみる
この回路はオペアンプの回路集に書いてあったもの
回路を見ながらブレッドボード上に組み上げて
結果
オシロスコープで観察すると方形波が出力されてる。
他にもLTspiceで色々やってます
