コンデンサ容量を可変できるLC共振回路について
- コンデンサの組み合わせを変えて共振周波数を17kHz~20kHz程度の範囲で可変できるLC共振回路を作りたいと考えています。
- バリキャップを使った回路で可変させていましたが、バリキャップの入手性が悪くなってきたため、新たな回路を考える必要があります。
- ミューティング用トランジスタや汎用フォトカプラを使用する案がありますが、それぞれには問題点があるため、他の良い案があるか教えていただきたいです。
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コンデンサ容量を可変できるLC共振回路について
こんにちは。 コンデンサの組み合わせを変えて共振周波数を17kHz~20kHz程度の 範囲で可変できるようなLC共振回路を作りたいと考えています。 回路の部品はできるだけどこででも手に入りそうな汎用品を 使用したいと思っています。 今まではバリキャップを使った回路で可変させていましたが、 バリキャップの入手性が悪くなってきたので、その代案として 添付ファイルのような回路を考えました。 扱う周波数は17kHz~20kHz程度ですが、見にくいので回路図ではLC回路の コンデンサを一部省略しています。 コンデンサをON/OFFするために、案1ではミューティング用トランジスタ を双方向スイッチのように使っています。実際に回路を組んで実験した ところ問題なく動きます。ですが、ミューティング用トランジスタは 汎用品とはいいがたい部品ですので、あまり使いたくないところですし、 回路にベース電流が流れてしまうところも少し気になります。 案2では汎用フォトカプラ2つで双方向スイッチのように使っています。 こちらも動作確認した範囲では問題なく動きます。ちなみに扱う信号の 振幅が小さいので、定格的にはフォトカプラ1つでも双方向スイッチとして 動きますが、精神衛生的によろしくないので2つで1つのスイッチとしています。 この回路ならベース電流の問題はありませんが、端子間容量が少し気にかかります （半導体を使っている限り仕方ないようにも思いますが）。 リレーを使えば一番簡単なのですが、有接点ですから長期使用で接触不良の問題が ありますし、そこそこかさばる部品（フォトカプラもそこそこかさばりますけどね） ですので、使用は避けたいと思っています。 汎用部品を使用した回路で他に何か良い案はないでしょうか。 知恵をお貸しください。
- shinon_k
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回路を見ると，17kHz～20kHz，1Vp-p～2Vp-pの方形波を正弦波に変換したいとゆうことでエエンでしょうか？ TLP785のデータシートによれば，コレクタ・エミッタ間電圧：VCEO 80Vmax，エミッタ・コレクタ間電圧：VECO 7Vmaxだから，E-C間の電圧は+80Vpk～-7Vpkまで可能であり，2Vp-pならTLP785は1個使用の方がオン抵抗が小さいから良いでしょう． それはともかく，トランジスタ技術2013年8月号p.105～にシミュレーテッド・インダクタや容量マルチプライアといって，オペアンプと抵抗コンデンサでコイルやコンデンサの値を変えられる回路が載ってます． その回路に電子ボリュームのICかマルチプライイングDACを使用すれば，コイルやコンデンサの値をデジタル設定できるから，そちらのほうがよいでしょう． 最初の方形波を正弦波に変換するとゆう目的なら，バンドパス・フィルタ(BPF)を使う手があります． 多重帰還形BPFなら，図18-2のR2だけを可変（電子ボリュームかマルチプライイングDACで）すれば方形波を正弦波に変換できます． http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2003/tr0306/0306an18.pdf 回路が読めないとオペアンプの選定等難しいかも知れませんが，これが1番簡単です． 回路が読めれば，R2をJFETにして出力を入力で位相検波してその出力を平滑してJFETのゲートに加えれば自動同調できます． 回路が読めない場合は，トランジスタ技術2013年8月号のp.91～を参考にカットオフ周波数を20kHz程度に設定したチェビシェフ特性の高次ローパス・フィルタ(LPF)を使用すれば，カットオフ周波数可変の必要は無いでしょう．なお，LPFだと直流分は入力にコンデンサを入れてカットします．
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- tadys
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＞ミューティング用トランジスタを双方向スイッチのように使っています。 アナログスイッチ用のICを使うほうが良いでしょう。 マキシムなどに多数あります。 http://www.maximintegrated.com/jp/products/analog/analog-switches-multiplexers/mid-voltage.html ＞バリキャップの入手性が悪くなってきたので バリキャップならばデジキーから購入できますよ。 1個から購入できる在庫品が100種類ほどあります。 http://www.digikey.jp/product-search/ja/discrete-semiconductor-products/variable-capacitance-diodes-varicaps-varactors/1376787
お礼
ありがとうございます。 一般的なアナログスイッチICはオン抵抗が結構大きいので敬遠して いましたが、提示いただいたサイトではかなりオン抵抗が小さいものが ありますね。ただ汎用品か、というと微妙なところですね。別の用途でなら ぜひとも使ってみたいICがたくさんありますが……。 バリキャップは使用していたものが製造終了になってしまいまして （手に入れようと思えば手に入りますが……）、海外のものなら 劣化コピー版の代替品があるようなのですが、それを使うくらいなら 別の部品で代用回路を作ったほうがよさそうかなという流れで今に いたります。デジキーでいろいろ種類があるのは以前確認しましたが、 必要とするものは確か見つからなかったと記憶しています。
私が見たことのある回路のおぼろげな記憶からで申し訳ないのですが それぞれのTrのコレクタに抵抗を介してDC電圧でプルアップしておく必要があるのではないでしょうか。 またそうした場合でも、TrのON、OFFに伴って、コレクタの電位が、プルアップした電圧と0Vの間で切り替わり、出力にパルス状のノイズが乗りそうです。
お礼
ありがとうございます。 コレクタに抵抗を入れるのですか？ それは聞いたことないやり方ですね。興味深いです。 ベースエミッタ間に数k~数十kΩの抵抗を入れるという構成なら 一般的だと思いますが（この場合プルダウンですね）、今回の 回路では省略しています。切り替え時間のスピードはそれほど 要求される用途ではなく、切り替えから安定まで時間的に 余裕があるので切り替え時のノイズについては考えていませんでした。 お行儀よい回路を作るなら切り替え時の対策はしておいたほうが よいというのは確かにおっしゃるとおりだと思います。
- chie65535
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アマチュア無線、オーディオ回路をやってた者です。 ＞17kHz~20kHz程度の範囲で可変 この範囲ならバリコンで行けそうな気がしますが……。
お礼
ありがとうございます。 そうですね。手動で周波数切り替えするならバリコンでも十分ですが、 自動的に共振周波数を切り替えたいので、バリコンでは難しいところです。 モーターを使ってバリコンを自動で回すというのも考えてみましたが、 おもしろい構造ではあるものの実用的とは言い難いですね。 そういえば昔、スライダックのようなコイルをモーターで回してインダクタンスを可変させる回路があるという話を聞いたことがありますが、それを思い出しました。
- sirasak
- ベストアンサー率27% (347/1281)
LCを使った高度な回路みたいですね。 回路図が小さくて全然見えませんが、LC回路は高周波には良いと思いますが、 ～20kHzならオーディオ帯域なので、CR発振回路でＶＲ調整の方が主流で安いのではないでしょうか？ あまり知りません、参考まで。
お礼
ありがとうございます。 手動でなく自動的に共振周波数を可変できるようにしたいと考えています。 今回の用途的に使えるかどうかは別として、CR発振で抵抗値を可変すると なると一番簡単そうなのはCdsフォトカプラを使用する方法でしょうか。 といってもあの部品は汎用品とは言えないので、その他の方法となると 抵抗を並列に並べて、ICの4066のオン抵抗を加味しつつ抵抗を切替えると いったところでしょうか。これはこれでおもしろそうですね。
補足
ごめんなさい！ 画像が大きいと縮小されることを忘れていました。 http://www.fastpic.jp/images.php?file=6662677661.jpg 別サイトですが、画像をアップしなおしました。
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