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バンドパスフィルターを作っているのですが

オペアンプを使ってバンドパスフィルターを作っているのですが、中々上手くいかないです。 入力信号はウィーンブリッジ発振回路を使って発振した信号を入力しています。 周波数範囲は大体400Hz～1kHzです。 それをバンドパスフィルターに入力している感じです。 バンドパスフィルターは多重帰還とかのやつではなく、一番基本的な（？）微分回路と積分回路を組み合わせたやつです。 カットオフ周波数は計算上723Hz～1061Hzです。 ですが、出力電圧は6mVとか100mVの間を行き来してます。 電源電圧は5Vと-5Ｖで10Vです。 使用した回路図は添付画像です。 出力される電圧は利得によるものだから、帯域周波数内であれば電圧は高いんですよね？ 他に足りない情報、おかしなところがあれば、ご指摘願います。 また可能であれば早めにご教授下さると、幸いです。 宜しくお願いします。

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みんなの回答

  • xpopo
  • ベストアンサー率77% (295/379)
回答No.2

＞xpopoさんのご指摘通り、ウィーンブリッジの抵抗は2.2kΩにしました。ただ、2.2kΩの半固定抵抗器は無かったので、普通の炭素被膜抵抗にしました。 回答＞＞2.2kΩの半固定抵抗器の代わりに2.2kΩの固定抵抗はあまりうまくないですね。できれば1kΩにした方が良いでしょう。2.2kΩですと発振器の出力波形の歪が極端に悪化します。正弦波というよりは矩形波に近くなってしまいます。 　1kΩならば、10kΩのVR1を調整して歪の少ない発振波形が得られやすくなります。こちらにアップした回路（http://yahoo.jp/box/o4d3G7）ではVR1=8.5kΩ、VR2=1kΩで発振器の出力V(out_osc)は上側が潰れてますが下側はきれいな正弦波になってます。また、上側が潰れてるのはLM324の特性上、上側の飽和電圧が下側に比べて低いためです。 ＞それから、BPFの回路なのですが質問で挙げた回路以外で下記のURLの回路を今試しているところなのですが・・・。 ＞もしよろしければ見てもらえないでしょうか。 ＞ ＞http://sim.okawa-denshi.jp/OPtazyuBakeisan.htm ＞ ＞部品定数は ＞R1:100k ＞R2:1.5k ＞R3:680k ＞C1:0.0047u ＞C2:0.0047u 回答＞＞この定数のフィルタと、前回の回答で提示しましたチェビシェフフィルタの周波数特性をこちら（http://yahoo.jp/box/x0QWKm）で比較してみました。 　　結果から、ご提案のフィルタ定数ではQが高すぎて通過帯域（約1kHz）で10dB近いゲインを持ってしまってます。そのためにこちらのトランジェント解析（http://yahoo.jp/box/o4d3G7）でご提案のフィルタの出力波形V(out2)が発振器の発振出力（V(out_osc)）の周波数の約2倍の周波（約1kHz)になってしまってるのがお分かりになると思います。 　それから、フィルタの上側の遮断周波数から上の周波数での減衰の仕方がご提案のフィルタではチェビシェフより緩やかになってしまってます。 　以上がご提案のフィルタに関する考察です。

  • xpopo
  • ベストアンサー率77% (295/379)
回答No.1

＞カットオフ周波数は計算上723Hz～1061Hzです。 ＞ですが、出力電圧は6mVとか100mVの間を行き来してます。 回答＞＞回路が回路図どおりだとしますと、ウィーンブリッジ発振回路が発振していない可能性が高いです。 　こちらに、同じウィーンブリッジ発振回路をLTspiceでシミュレーションした結果を載せました（http://yahoo.jp/box/U93CUD）が発振していれば十分大きな振幅が観測されるはずです。作成された回路でVR2が10kΩになってますがその値は大きすぎます。発振状態ではVR1とVR2の値の比はR1（10kΩ）とR2（1kΩ）の比に近くなりますので、VR2は2.2kΩくらいの小さな値のヴォリュームにした方が調整しやすいでしょう。 　なお、アップロードした回路ではフィルタを3次のアクティブ・チェビシェフ・フィルターに変更してます。rajisonさんの回路では1次のバンドパスフィルターになってますが、それだと歪成分は十分除去できないと思われます。

rajison
質問者

補足

ご回答ありがとうございます。 ウィーンブリッジはテスターで測ったら一応周波数が出てたので発振していると考えていました。（400Hz～1.5kHzくらい） xpopoさんのご指摘通り、ウィーンブリッジの抵抗は2.2kΩにしました。ただ、2.2kΩの半固定抵抗器は無かったので、普通の炭素被膜抵抗にしました。 それから、BPFの回路なのですが質問で挙げた回路以外で下記のURLの回路を今試しているところなのですが・・・。 もしよろしければ見てもらえないでしょうか。 http://sim.okawa-denshi.jp/OPtazyuBakeisan.htm 部品定数は R1:100k R2:1.5k R3:680k C1:0.0047u C2:0.0047u です。 ご指摘の方、宜しくお願いします。

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