増幅回路の発振を止める：定石「進み位相補償」

実験キットとパソコンで学ぶアナログ電子回路教室

増幅回路の発振とその原因

増幅回路において発振が起こる理由は，回路内の位相遅れや帰還経路の特性にあります．出力信号が入力に逆相で戻る際，十分な位相余裕がないと，信号が自己増幅されて周期的に振動します．この現象を抑えるために，位相補償の手法が重要です．

進み位相補償とは，帰還ループの特定の経路に容量を挿入して，信号の位相を進めることで発振を抑える方法です．入力信号や出力信号が安定化することで，回路全体の過渡応答が改善されます．

進み位相補償の実装方法

実験では，負帰還回路の機間抵抗に並列で容量を接続します．この容量は数百pFから数nFの範囲で設定されます．回路に区形波を入力した場合，発振による出力の暴れが減少することが確認できます．

1. 機間抵抗の特定部分に並列で容量を接続する
2. 容量値を調整して出力波形の安定性を確認する
3. 必要に応じて容量を微調整して発振を最小化する

補償の効果と注意点

進み位相補償を施すと，負帰還による発振抑制が得られ，出力信号の安定性が向上します．容量の接続により帰還経路の位相が進むことで，信号が過剰に増幅されることを防ぎます．過剰な容量挿入は応答速度の低下を招くため，回路特性に応じた調整が重要です．

実験キットやパソコンを用いてシミュレーションや測定を行うと，進み位相補償による発振抑制効果を定量的に確認できます．回路全体の安定化を図ることで，増幅回路の設計精度が向上します．

〈著：ZEPマガジン〉

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参考文献

1. ［VOD/KIT/data］実験キットで学ぶ 初歩の電子回路設計，ZEPエンジニアリング株式会社．
2. ［VOD/KIT/data］実験キットで学ぶ 電源・アナログ回路入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
3. ［VOD］アナログ・デバイセズの電子回路教室【A-D/D-Aコンバータの使い方】，ZEPエンジニアリング株式会社．
4. ［VOD］アナログ・デバイセズの電子回路教室【差動信号とその周辺回路設計技術】，ZEPエンジニアリング株式会社．
5. ［VOD］高精度アナログ計測回路＆基板設計ノウハウ，ZEPエンジニアリング株式会社．