正弦波発生器(初号機)を自作したお話

みなさん。どうも管理人です。

今日は以前に作成したウイーンブリッジ正弦波発信器について記載していこうと思います。

さて、公開にあたって回路図を作成したわけですが・・・

なんせ回路図は描かずにブレッドボードで試作をしてそのまま基盤にくみ上げたので脳内にしか残っていなかったわけです・・・

なので今回はfritzingというフリーの回路作成ソフトを導入して作ってみました。

ホイストーンブリッジ_回路図

とりあえず汚いです・・・

パーツも既存であるもので記載しているので本来であれば2回路リレー・2連ボリュームなども個別になってしまっています。

※近いうちに修正版をUPします。←現在別の構想も出来上がっているので正弦波発生回路だけでなく、三角波、方形波なども発生できるようにする予定です。

 

また、arduino UNOも手持ちにあるので周波数カウンターを内臓したものも作成してみようと思っています。

 

とりあえず前置きはここまでにして軽く解説を入れておきます。

原理は単純、ウイーンブリッジによる正弦波発生回路に少し手を加えてあります。

まずは心臓部となるOPアンプについてですが、MCP6002というものを採用しています。

手持ちの中で周波数特性が良く、さまざまなOPアンプと差し替えて検証したところ一番きれいな波形を出してくれました。

ただ、欠点としては6.0V以上の電圧をかけられない点があり、回路内部にて3端子レギュレータによって+-2.5Vを生成しています。

また、小信号用リレーを内蔵してコンデンサを切り替えることで4Hz~80kHzまでの発生が可能になります。

構想の一環としてロータリースイッチの検討もしましたが、手持ちのパーツで作りたかったのでここでは採用していません。

DSC_0056

パーツを基盤に実装して試験を行っているときの画像です。

抵抗等は1/8Wタイプのもので省スペース化を図っています。

無い抵抗値は1/4Wなどを混合していますが・・・

また、多少の誤差で波形に影響がみられたので一部コンデンサの容量を少し変えることで安定した波形を発生させています。

ノイズの影響も考慮してLANケーブルのcate6から内部の配線を取り出して使っています。

予めツイストしてあるのでノイズの打ち消し効果を狙いました。

ノイズを考慮するのであればリレーも入れないことに越したことはないですが・・・

DSC_0065

一応上からも

DSC_0068

組み込んだ内部

以前秋葉原で投売りされていたケースを活用しました。

出力端子はキャノン端子とターミナルを備えています。

キャノン端子があるとはいえバランス伝送ではないので飾りです。

電源電圧は12Vで使用が可能です。

DSC_0067

直接アンプに接続することが可能です。

ターミナルはオシロスコープ用の接続が容易です。

ぎざぎざのボリュームの方でゲインの調整が可能です。

Dカットは周波数変更用です。

ただ、多回転ボリュームでないため誤差やガリによって信号が消失することがあるので今後改修を行う予定です。

※既に構想はあるので検証を行ってから作成に入る予定です。

次の場合は2連ボリュームをやめて、多回転ボリュームとフォトカプラ(アナログ)を採用する予定です。

また、前段回路の切り替えを可能にして三角波、方形波を発生できるようにする予定です。

それでは実際の波形を見ていきましょう。

最低周波数の波形

DSC_0060

だいたい中間地点の波形
DSC_0059

最大周波数の波形

DSC_0069

最後の写真はちょっと見にくいですね・・・スンマセン

 

 

 

実際に使用してみた感想

操作をして感じたことは低周波帯から高周波帯へと切り替えたときに数秒間信号が消失してしまうことがわかりました。

また、ボリュームの精度によっても稀に信号が消失します(特に高周波)

中間くらいになると音はいっさい聞こえないです。(中間からは高周波側に切り替えています。)

ボリュームもゆっくり回せば連続して周波数を変更させられます。

急激に回すと信号が消失する場合もあります。

たぶん高周波すぎてオーディオアンプには良くないと思います。

下段にフィルムコンデンサが居る場合は特に・・・

試験的にD級アンプでボリュームを少しあげた状態でコンデンサとリアクタ部分が急激に加熱しました。

 

 

とりあえず真似て作ろうと考えている方がいましたら自己責任でおねがいします。

普通にアンプやスピーカーが一発で駄目になりかねない周波数帯を発生しますので。

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