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発振回路とは?

はっしんかいろ

発振回路とは、外部からの入力なしに一定周波数の電気信号(交流)を自律的に生成し続けるアナログ電子回路の総称です。

発振回路とは、直流電源を供給するだけで一定の周波数を持つ交流信号を継続的に出力する電子回路です。時計・通信機器・マイコン・音声合成など、周波数基準を必要とするあらゆる電子機器に組み込まれています。

発振の基本原理は、増幅回路の出力の一部を適切な位相でフィードバックすることにより、自己持続的な振動を維持するというものです。バルクハウゼンの発振条件として「ループゲインが1以上、かつ位相が360度(または0度)」であることが必要とされます。

発振回路の主な種類には以下のものがあります。

  • LC発振回路:コイル(L)とコンデンサ(C)の共振現象を利用。コルピッツ型・ハートレー型などがあります。
  • CR発振回路(RC発振回路):抵抗とコンデンサで位相シフトを生成。低周波用途に向いています。
  • 水晶発振回路:水晶振動子の圧電効果を利用し、非常に高精度な周波数を実現。時計やマイコンのクロック源として広く使われます。
  • リング発振回路:奇数個のインバータをリング状に接続したデジタル的な発振器。ICの内部クロックなどに使われます。

発振周波数の安定性・精度・出力波形の種類(正弦波・矩形波など)によって用途に合わせた回路設計が求められます。

使い方・例文

スマートフォンやパソコンの内部では、水晶発振回路がCPUのクロック信号を生成する基準として使われており、全ての処理タイミングの基盤となっています。

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