- ベストアンサー
発振回路の安定性評価方法について
ある発振回路に対して、 発振が停止せずに安定して発振を持続する安定性評価方法として どのようなものがあるのでしょうか？ 実際に試作したチップからはさまざまな設計条件の回路を数回動作させてそのうちの正常発振回数をカウントする予定ですが、 今回の場合ではシミュレーション上でその安定発振評価を行いたいのですが、シミュレーションでは一度発振が開始すると発振が常に持続してしまいます。 豊富な回路設計経験などが伴うシミュレーション法なような気がします。 なにかわかる方いましたら、ぜひご教授願います。 よろしくお願いいたします。
- spanish94
- お礼率44% (41/92)
- 科学
- 回答数5
- ありがとう数1
- みんなの回答 （5）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
設計の評価でしょうか、具体的製品の評価でしょうか。 どちらも、ワーストケースを見つけることが大事です。温度や電源電圧 負荷、その他がどのような状態のときがワーストケースかを、まず はっきりさせて、その条件を再現して試験するのが良いと思います。 設計の評価であれば、部品のばらつきも考慮する必要があります。 シミュレーションであればモンテカルロ法を使います。 実際の回路の評価では、なかなかナイキスト図を求めるのは難しいと 思われるので、やはり周囲条件を決め、多少前後の条件も含めて 試験するのが良いと思います。 試験での着目点は、発振のビルドアップ時間がよいでしょう。 発振停止はしないものの、きわどい場合は発振のビルドアップに 時間がかかる傾向があります。 逆に発振周波数はきわどい条件のときの方が安定だったりしますので 発振するかしないか、という評価では周波数安定度での評価は要注意 です。 電源の立ち上がり時間を遅くできる場合はこれによりマージンがわかる ことがあります。
その他の回答 (4)
- shironekoxxx
- ベストアンサー率26% (218/832)
シミュレートしたいのは量産設計としての信頼性確保が目的でしょうか？ また、発振回路はどういう構成でしょうか？ 「発振するハズの回路」が発振しなくなる場合は、当然何らかの因子が振れて発振しない条件になっているワケで、シミュレーション上でそれらの因子を（動的に）動かせないとシミュレートできないと思います。 質問文で言うならば、 ＞シミュレーションでは一度発振が開始すると発振が常に持続してしまい 発振が開始する前に、どれかの因子を振ることで発振しなくなる事を確認。 又は 発振開始後に、どれかの因子を振る事で発振が止まる事を確認。 となります。 水晶やセラミック振動子を使ったシンプルな発振回路の場合、負性抵抗が少ない場合に量産バラつきや経年変化の積み重ねで発振しない個体が出てきます。
- higenotojo
- ベストアンサー率32% (9/28)
発振するためには、 (1) アンプに入力した信号の大きさよりも、アンプと帰還回路を通って戻ってきた信号の大きさが大きいこと。 (2) アンプと帰還回路を通って戻ってきた信号の位相が３６０°（かその整数倍）遅れること。 が同時に成立する必要があります。 （アカデミックに表現したのがナイキスト図です。） 発振回路の帰還回路とアンプの入力部分を切り離し、アンプの入力部分に信号を加え、帰還回路を通った信号のゲインと位相を周波数を変えて調べれば、どの周波数で発振が可能かが分かります。 安定性は、 電源電圧に対する安定性 温度に対する安定性 等がありますので、それぞれ検討してください。
- nrb
- ベストアンサー率31% (2227/7020)
発振回路の安定性評価方法 周波数が安定的に変化しないかです 一般的には （電源投入２時間後からってのが多い） 時間率の変化率 １日での変化率 温度変化率 となります どこくらいの安定性が必要かにより・・・替わると思います まあ、真面目にやるならば高温槽はいりますが・・・・ね
増幅帰還の制御系の安定度を判断する方法の一つに、ナイキスト判定が有名だと思います。 虚数軸０、実数軸０から虚数軸０、実数軸1未満を通って、虚数軸０、実数軸-1を通る螺旋のグラフの制御系が安定した発振のものだったと思います。
関連するQ&A
- PSPICEによる発振回路におけるシミュレーションの設定に関して
[質問]PSPICEにおける発振回路のシミュレーションをやる際の設定の 詳細に関して教えてください。 [概要] ウィーンブリッジ系の発振回路を以下の図のように設計しました。 PSPICEにてシミュレーターで、実際に所望の周波数を得られるかを 確かめようとしたのですが、発振していません。 ネットで調べたところ発振回路は特別な設定をしなければ、PSPICE ではシミュレーションをできないと書いてあり、その設定(具体的にはコンデンサーに蓄えられた電荷の初期値を与えるなど）を試して みたのですが、設定の仕方などがわからずうまくいきませんでした。 詳細な設定方法が書いてあるウェブページ、もしくはご存知の方がいましたら、詳細な設定方法そのものを教えていただけるとありがたいです。使っているシミュレーションはOrCad PSPICEシミュレーターで試用版を使用しています。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 発振回路における帰還抵抗の役割
「発振回路における帰還抵抗の役割」がわからずに困っています。 水晶発振子などを用いた発振回路において、帰還抵抗がないと、 □発振開始しない □発振が安定しない 等の症状が出るようですが、その理由を教えていただけないでしょうか？ 参考になるWEBサイトや書籍があれば、教えていただければありがたいです。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 科学
- 電子回路設計について
元電子回路設計技術者です。 電子回路設計から10年間ほど遠ざかってまして、浦島太郎状態です。電子回路設計の現状についてお尋ねします。 以前はアナログ、デジタルの回路設計後に試作回路を 組み立て、それで評価していましたが、最近はどうなのでしょうか。 シミュレーション技術が発達してきていると思いますが、どの程度迄行われているのでしょうか。 試作回路は作らないことが多いのでしょうか。
- 締切済み
- 物理学
- 水晶発振回路の不具合についてアドバイスお願いします
八重洲無線のFT-101Bという古いアマチュア無線機を修理しています。 LSBモードとAMモードでは正常に受信できるのですが、USBモードとCWモードは受信できず、調べたところSSB検波回路(リング復調回路)へUSBモード時およびCWモード(受信）時に加えられる3178.5ｋHzのキャリアが停止していました。LSBモード時は3181.5kHzのキャリアが加えられますが、こちらは安定してキャリアが供給されています。AMモード時はキャリアは必要ないので3178.5kHz・3181.5kHzとも停止しています。 3178.5kHzのキャリアは2SC372-Yを使用したピアスBE発振回路(添付画像)で作られているのですが、動作が不安定で、水晶と並列に入っているTC(トリマコンデンサ)を調整すると発振する場合もあるのですが、数十秒～数分程度で出力が急減し発振が停止してしまいます。基板の脱着(軽い機械的ショック？)で再度発振する場合もありますが、やはり最長でも十分程度で発振が停止してしまいます。 最初、トランジスタの不良を疑い、オリジナルの2SC372(Yランク)を同等品の2SC945(Qランク・実測hFE 190）と交換したところ、TCの再調整で発振し始めましたが、やはり数分程度で発振が停止し、他の手持ちの2SC945(実測hFE 200）と交換したところ、一時間ほど安定して発振が続きましたが、電源を切り十数分後再投入すると発振が停止してしまいました。 水晶振動子を交換できればよいのですが、FT-101用の特殊な周波数のもので入手困難です。 トランジスタやコンデンサ、抵抗器等の交換や定数変更等、より発振しやすくするためのアドバイスを宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 電気・電子工学
- 回路シミュレーションについて
写真のような位相型発振回路のシミュレーションを「circuit maker」で行ったんですが出力が出ませんでした。 初めてソフトを使って使い方が曖昧という点もありますが、回路設計について問題はないでしょうか。 何か問題点があれば教えていただきたいのですがよろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- カウンタ回路のパスコン、及びノイズの原因について
発振回路をカウンタICで6進カウントする回路をブレッドボード上で作製しています。 詳しい回路は添付ファイルにかきました。電源はすべて共通でありVcc=5.00[V]、発振回路はトランジスタによる無安定マルチバイブレータ(周波数15Hz)、カウントICは74HC390と、そのクリア端子に74LS08を接続しています。 ICを2つ使っておりますが、パスコン（回路図でのC3,C4)を変えますとカウント動作(74HC390の挙動)に変化がありました（オシロスコープでの確認)。 パスコンを2.2μFの電解コンデンサとすると、正しいカウント波形が得られます(ICが正常動作している)。しかし、パスコンを0.1μのセラミックコンデンサとすると、ときどきカウント波形が乱れます(ICが誤動作している)。添付ファイルにカウント波形があります。 また、発振回路をファンクションジェネレータとすると、ICにパスコンをつけなくても正常なカウント波形を示します。 ここで質問です。 <1>ICのパスコンとしては、周波数特性を考慮して容量0.01μF～0.1μFのセラミックコンデンサが適していると考えていたが、その認識は間違えているか。 <2>発振回路の周波数が15Hzという低周波回路なので、パスコンは電界コンデンサの方が適しているのか。そうだとしたら、なぜ低周波回路だと電解コンデンサの方がパスコンに適すのか。 <3>発振回路をファンクションジェネレータ(FG)としたときにパスコンなしでもカウント波形が正常動作したということは、ICのH,Lの切り変わるときの電流の変化によるノイズが原因ではない。なぜなら、FGも無安定マルチも周波数は15Hzであり、H,Lが切り替わるタイミングは変わらないから。この考え方は合っているか。（電流の変化によるノイズ・・・自分でもよくこの意味がわかっていません） 仮にこの考え方があっているとすれば、ノイズの原因は、無安定マルチバイブレータが絡んでいるのか。（オシロスコープ上では、FGと無安定マルチの波形に大きな違いはない、、、) <4>ノイズの原因はなにか。 <5>電源にもパスコンをいれるべきなのか。（回路図でいうと、どのあたりに？） <6>その他何かアドバイスがありましたら、ご教授願います。 長い質問で申し訳ありません。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 発振回路を74HC390でカウントできない
トランジスタによる無安定マルチバイブレータを、74HC390でカウントしたいのですが、うまくカウントしません。 試しにファンクションジェネレータ(FG)を74HC390に入力しましたが、正常にカウントします。ICは壊れていないようです。 なぜ74HC390は、入力がFGだとカウントできて、無安定マルチバイブレータだとカウントしないのでしょうか。 詳しい回路は添付画像をご覧ください。 無安定マルチバイブレータはコレクタとつながる抵抗が1k、ベースとつながる抵抗が100k、コンデンサは0.47μとし、周波数は15Hzほどです。 無安定マルチと74HC390は同じ電源を使っており、Vcc=5.00[V]です。 なお、6進カウントするため、QbとQcのANDをclear端子に接続しています。Qdは使いません。 アドバイスよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 負性インピーダンス回路の安定条件について
電気回路のことについて困っています． NIC(Negative Impedance Circuit)の安定条件についてです． 負性容量を作りたいと考えてこの回路を使いました． オペアンプの安定条件は Vin+ < Vin- であり，図上側のようにコンデンサと並列に入れた場合 Vin- = Vout*R1/(R1+R2), Vin+ = Vout*(1/jwCs)/(1/jwCs+1/jwC0) ですので，整理すると C0*R2/R1 < Cs となります． Ctotal = Cs - C0*R2/R1（条件より 0 < Ctotal < Cs） と適当なコイルとでLC共振回路を作り動作確認をしたところ，条件内できちんと動作しました． ところが図下側の回路の場合について同様に安定条件を求めると C0*R2/R1 < Cs*[ 1-(L/Cs)/{R^2+(wL)^2} + j(R/wCs)/{R^2+(wL)^2} ] で，左辺が実数，右辺が複素数となり常に成り立たないようにおもうのですが，動作確認をしたところ時折正常に動作しました． 正常に動作する範囲が図上側の回路が正常に動作した範囲よりも狭かったのでやはり安定条件が変わっていると思うのですが，安定条件を考えると常に動作しないはずなのになぁ．．．と二重に（？）困っています． 門外漢なので，とんだ勘違いをしているかもしれませんが，もしよろしければご教授お願いします．
- ベストアンサー
- 物理学
- BSIM4モデルの入手方法を教えてください
現在、LTspiceを使ってCMOSアナログ回路設計を勉強しようとしています。 せっかくなのでBSIM3かBSIM4のモデルを使ってLTspiceでシミュレーションできたらいいなぁと思っています。 そこで質問です。 1. 実際にチップ試作しなくてもMOSISなどのmultiproject wafer serviceから、個人の勉強用としてBSIM3もしくはBSIM4のモデルって提供してもらえるでしょうか？やはり企業やアカデミックでないと難しいでしょうか？ 2. UC BerkeleyのBSIM GroupのHPでBSIM4の基本モデル(なのかな?)をダウンロードできるようですが、これを使ってLTspiceでシミュレーションってできるでしょうか？ BSIM4に限らず、同じ様にリーク電流がパラメータとして入っているモデルであれば構いません。 アナログ回路設計の勉強がメインですが、MOSモデルの勉強も一緒にできればと思っています。これまでBSIM3を少し勉強したことがあるので、BSIM4であれば勉強しやすいかなぁと思っています。 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 電気・電子工学
- 回路設計者の実務経験３年以上とは
現在、再就職に向けて活動している２７歳、男性です。 私はこれまで回路設計者という立場で実務を５年弱経験してきました。 業務としては、 (1)回路設計 モータドライバICを使用したステッピングモータ駆動回路、 フォトダイオードの信号を増幅するオペアンプ回路(基本回路）、 H8系のマイコン周りの回路、及びそれらの評価など (パターン設計は経験なし） (2)ハーネス設計 AutoCADを使用して設計、製図 (3)その他、設計内業務 部品の手配、製造現場の対応、製品試作及び評価 さらにスキルアップを目指して、回路設計ができる会社を探していますが、 大抵の会社では、「実務経験３年以上」と書いてあります。 正直、上に記載した回路設計経験といっても、既に動作していた基板を 私が担当することになって、1年に２回程度、設計ミスや改良点を修正する チャンスがあるかどうかというレベルのため、一から仕様を検討したり、 製品に合わせてマイコンを選定できるような能力はまだありません。 そこで質問です。 一般的に、回路設計の実務経験３年というのは、 どれくらいのことができれば良いのでしょうか。 (特にマイコンを含む周辺回路設計など） 人数が少ない会社にいたため、回路設計ばかりをやっていたわけではなく、 いまいち自信がありません。 経験者の方など、ご回答頂ければ幸いです。
- ベストアンサー
- 電気設計
