書記が物理やるだけ#350 発振回路によるマルチバイブレータ

発振回路により矩形波が出力できることを示す。

問題

説明

マルチバイブレータは矩形波のような継続パルス波形を生成する回路でである。中でも今回は弛緩発振回路の一種である非安定マルチバイブレータ回路を見ていく。

シュミットトリガとは，出力状態がヒステリシスを持って変化する回路である。これを用いることで，ディジタル回路でいうNOTゲートを実装することができる。

解答

シュミットトリガについて，Voutが0Vと5Vのそれぞれの場合で回路を組み立て計算する。電験3種としてはやや煩雑だが，電気回路とオペアンプの基本を確認する問題であった。

入力電圧に対する出力電圧の変化はヒステリシスで表される。

次の問題は，発振回路によるマルチバイブレータについての問題で，パワーエレクトロニクスといった機械の範囲も含む。

実際の回路を通して確認してみる。

・Voutが+のとき，コンデンサが充電されてV2が増加する

・V2が閾値を上回ると，Voutが-に反転する

・Voutが-のとき，コンデンサが放電されてV2が減少する

・V2が閾値を下回ると，Voutが+に反転する

この繰り返しにより，Voutでは矩形波に近い波形が得られている。なお，パラメータを変えることで波形を変えることができる。

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