目次 †
MK-200B †
- マイコンキットドットコム製 MK-200B
- 約6Hz〜約7,000Hzの波形を発生する。
- 正弦波、方形波、三角波を選択可能。
- 価格：\1,030
- 制作時間：30分
部品 †
- 抵抗器
- 560Ω
- 820Ω
- 1KΩ
- 8.2KΩ
- 10KΩ
- 15KΩ
- 82KΩ
- 100KΩ
- 470KΩ
- 1MΩ
- コンデンサ
- ダイオード
- IC
- 14ピンICソケット
- 1MΩボリューム
- 9V電池用スナップ
- 3極ターミナルブロック（出力用）
- 2極ターミナルブロック（電源用）
- 基板
完成図 †
完成図
正弦波の確認
回路図 †
正方波発生回路 †
- オペアンプ1個（回路図のD）を使用する。
- 13番ピンの電圧レベルは、R1とR2の分圧比で決まる。
- 12番ピンには、14番ピンと8番ピン（オペアンプC）の電圧を抵抗分割した電圧が入力される。
- 出力の14番ピンから方形波が発生する。
- 「13番ピンの電位＞12番ピンの電位」の場合、出力の14番ピンが低くなる。
- 「13番ピンの電位＜12番ピンの電位」の場合、出力の14番ピンが高くなる。
- 周波数は、(R4+R5)×C2の時定数によって決まる。
三角波発生回路 †
- オペアンプDはR3によるフィードバックによって、双方向のレベル検出器として動作する。つまり、R3により、ヒステリシスを作っているわけである。出力はスレッショルドを超えて完全にスイッチされるまで、元の状態を維持しようとする。
- 反転入力（13番ピン）は、抵抗R1とR2により、出力電圧振幅のほぼ半分の電圧値に設定されている。
- 次に、オペアンプCからのスイッチングさせる信号は、R11/(R11+R3)の抵抗分割によって中点電位からオフセットされた電位となる。
- おおむね中点電位から2/3のスイング限界まで。
- この値は中点から見て、正負方向に同じだけスイングすることになる。
- オペアンプCは積分器として動作する。
- 入力が定電位なので、出力は時間に比例して一定の割合で大きくなる。即ち、ランプ波形となる。
- ここで、入力信号は反転入力なので、入力がHのときは下向きの傾斜、Lのときは上向きの傾斜を持つランプ波形出力となる。
- この入力信号は、中点に対して対象は計である方形波となっている。そのために、この方形波出力の電位が抵抗R4とR5によって作りだされた電流も一定で、最終的にこの積分器（オペアンプC）の出力は上りの傾斜と下りの傾斜が対象となる三角波となる。
- ボリュームR5の抵抗値が増加すると、電流が減り、積分定数も減り、その結果ランプ波形の傾斜が緩やかになっている。
- スイッチングするスレッショルドは変わっていないので、また振幅は一定なので、結局はその周波数が低くなる（周期が伸びる）。
- 同様に、この電流変化の時間は、積分用のコンデンサの容量（C2）にも比例する。
- したがって、積分定数と周波数は、このコンデンサの値により変化する。
- コンデンサの値を大きくすれば、チャージする時間が長くなるので、周波数は低くなる。
- 例えば、C2を680nFにすれば、最小周波数はおおむね1Hzになる。
- 出力の三角波には、アンプは特になくても動作するが、負荷の影響で波形発生器が動かなくなるので、バッファは必要である。
- ユニティゲイン（1対1のアンプ）を持つオペアンプAでバッファしている。
- ユニティゲインのアンプは、オペアンプの出力を反転入力に接続することで作っている。
正弦波発生回路 †
- 波形シェーピング回路で、疑似的な正弦波を発生させている。
- ここでは非線形デバイスであるダイオードを使っている。
- オペアンプCの出力と4本のダイオード間の電位の変化により、電流が指数関数的に変化する。
- この指数関数曲線を使って、正弦波形のような波形（疑似正弦波形）を作っている。
- 2個ずつダイオードを直列に接続して、振幅をできるだけ大きくしている。
- 疑似正弦波形はフィルター回路によって若干改善されているが、低い周波数ではひずみが発生し、高い周波数では振幅が減少する。
- この正弦波は、出力負荷に非常に敏感なので、必ずバッファが必要である。
- 抵抗R9とR10は、オペアンプBの出力と電圧分割し、ゲインを決めている。
- この波形シェイパーの電位がリファレンス電位（非反転入力の電位）よりも1V大きくなると、オペアンプは出力電位を、その反転入力電位がリファレンス電位（非反転入力）と同電位になるまで下げる。つまり、R10とR9の比率はゲインとなる。
- キットのR9は470KΩ、R10は1MΩとなっており、R10はR9の約2倍となっている。
