移相形発振回路 Phase-Shift Oscillator
動作原理
移相形発振回路は、図1(a)のように反転アンプと移相回路(位相をシフトさせる回路) H(s)で正帰還ループを構成した回路で、移相回路における移相シフトが180度となる周波数でループゲインが1となって発振します。
移相回路の伝達関数及び発振条件は次式のようになります。
HPF型移相回路の場合
\begin{align}
\text{移相回路の伝達関数:}\quad &H(s)=\frac{s^3}{s^3+\frac{6}{CR}s^2+\frac{5}{CR}s+\frac{1}{C^3R^3}}\\
\text{発振条件:}\quad &\omega=\frac{1}{\sqrt{6}CR}\ ,\ K\gt 29
\end{align}
LPF型移相回路の場合
\begin{align}
\text{移相回路の伝達関数:}\quad &H(s)=\frac{\frac{1}{C^3R^3}}{s^3+\frac{5}{CR}s^2+\frac{6}{CR}s+\frac{1}{C^3R^3}}\\
\text{発振条件:}\quad &\omega=\frac{\sqrt{6}}{CR}\ ,\ K\gt 29
\end{align}
移相回路の周波数特性
移相シフトが180度となるときのゲインは約−30dBとなります。
R3省略版
R3を省略してC3を直接イマジナリーショートの端子に接続した場合の発振条件は以下のようになります(C1=C2=C3=C, R1=R2=R)。
\begin{align} &\omega=\frac{1}{\sqrt{3}CR}\\ &R_4\gt 12R \end{align}