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発振回路

　パワーエレクトロニクスでは、発振回路を多用します。

　発振周波数を可変、固定にする回路は、星の数ほど
　ありますが、手軽に利用できる回路を眺めてみます。


矩形波発振回路
　OPアンプによる矩形波発振回路は、以下です。



　回路図に入れた数値では、376Hz前後で発振します。
　キャパシタを2.2uFに変更すると、28Hz前後の発振周波数
　になります。

　この発振回路で、周波数を可変にするには、帰還部分に
　ある抵抗、キャパシタのいずれかを、可変にします。
　また、分圧の抵抗のどちらかを可変にします。

　OPアンプを利用すると、電源電圧を３Ｖ～１８Ｖにでき
　周波数の安定は、抵抗、キャパシタの安定度によるので
　金属皮膜抵抗、温度補償されたキャパシタを利用します。

　OPアンプによる矩形波発振回路を、発振回路だけに
　限定したIC555を利用する方法もあります。



　この発振回路で、周波数を可変にするには、抵抗器の
　R1、R2のどちらかを、可変にします。
　また、キャパシタを可変にしても、周波数変更が
　できます。

　抵抗、キャパシタを利用する矩形波発振回路の実現には
　デジタルICを利用する場合もあります。



　この回路では、スイッチを押すと、発振回路が動く仕様
　にしています。正帰還をかけるか、かけないかの制御に
　なっています。

　この他に、１チップマイクロコンピュータ内蔵のタイマー
　カウンタを利用し、矩形波を出力させる方式もあります。



　デジタルICを大量に含んだ、CPLD/FPGAで矩形波を出力
　することも可能です。




正弦波発振回路
　パワーエレクトロニクスで使う正弦波発振回路は
　周波数を可変させるため、DDSを利用します。

　DDS(Digital Direct synthesis)は、波形ROMとカウンタで
　デジタル回路でアナログ波形を出力する回路方式です。

　カウンタとROMで、カウンタの加算値を可変に
　すると、出力波形の周波数を可変にします。
　カウンタに与えるクロック周波数は固定です。



　カウンタとROMは、ワンチップマイコンの中に
　収納できるのと、周波数をワンチップに与える
　情報で簡単に変更できるので、最近はDDS利用
　が主流です。

　また、D/Aコンバータを内蔵しているワンチップ
　マイコンを使うと、波形ROMが不要になります。

　DDS回路をFPGAの中に入れて利用することも
　チップが安く入手できるようになったこと
　から、採用されることも多くなりました。



　FPGAの中に、簡易プロセッサを入れると
　複雑な制御もプロセッサのソフトウエア
　に置換されるので、最近主流の開発手法
　になっています。
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