正弦波発振回路

超音波振動する物を作ろうと思っています。
振動子は安いランジュバン振動子（http://www.rakuten.co.jp/us-dolphin/447365/44736 …等）を購入し、発振回路は自作する予定です。
そこで問題となるのは発振回路なのですが、ウィーンブリッジ正弦波発振回路（http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/ckt18.htm）でよろしいのでしょうか？

もしこの発振回路で良い場合、ランジュバン振動子の仕様が例えば
周波数　４０ｋHz
入力電圧　１．０Vrms
インピーダンス　３５オーム以下
静電容　３３００pF
最大許容入力電力　５０W

だったとした場合、どのような点に注意して回路を組む必要がありますでしょうか？（なんとなく思うのは回路の周波数と振動子の周波数を合わせるのかなぁということぐらいです・・・）

電子工作に詳しい方、どうかよろしくお願いします。
また、回路についてよりよいものがありましたらお教えください。

No.2 ベストアンサー 回答者： soramist 回答日時： 2006/07/26 15:52

1.0Vrmsは、「測定電圧」であって、最大入力とは無関係ですね。

Z=35Ω、最大許容入力 50Wという条件から、電圧を計算すると41.8Vrmsとなります。
つまり、この振動子の最大能力を出すためには、41.8Vrmsの出力電圧をかけてやらなければならない、ということです。

一般のオーディオアンプでも、40kHｚの再生能力は十分持っていますから、これを利用するのはよいのですが、問題はパワーです。

例えば4Ωで50Wというオーディオアンプは、14.2Vしか出せません。
14.2Vをかけてやったのでは、この振動子には5.8Wしか入りません。
ちなみに、4Ωで41.8Vrms出せるオーディオアンプの定格出力は437Wです。

概算ですが・・・
　　 4Ω　　50W　　14.1V　　5.7W　　　437W
　　 8Ω　　50W　　20V　　 11.4W　　　218W
　　16Ω　　50W　　28.3V　 22.9W　　　109W

静電容量の3300pFは、40kHzで1.2kΩものハイインピーダンスですから、パワーアンプにとっては全く問題ありません。

最後に調整ですが・・・
35Ωとか40kHz（共振周波数）とかは大体の値です。
最も効率よく動作させるためには、実際に共振を観測しながら、最適値に持っていくことが望ましいです。

オシロで振動子への入力波形を観測しながら、40kHz付近で周波数を変化させると、ピークやディップが観測されます。
最も電圧が高くなる点（共振周波数）に固定します。

また、この点では、インピーダンスは必ずしも35Ωになっているとは限りません。
クランプ電流計を使って電流を測り、オシロの電圧を読み取ればインピーダンスが計算できます。
（電流、電圧はrmsに換算する必要があります。rmsで読み取れる電圧計、電流計があれば、それを使用するのがよいでしょう）

最終的に入力電力が、「最大許容入力電力を超えないように」設定する必要があります。

また、最後の最後になりましたが・・・(-_-;)
発振器はサイン波である必要はありません。
矩形波でも、振動子と共振してしまえば、サイン波になってしまいます。（多少の高調波は残りますが）
通常、超音波振動子は矩形波でドライブします。

デジタルICを使った下記のような回路が簡単でよいでしょう。
抵抗をVRに置き換えれば、周波数が変えられます。
http://wave.iobb.net/doc/digital/12.html

参考URL：http://wave.iobb.net/doc/digital/12.html

この回答へのお礼

本当にご丁寧にありがとうございます！！
矩形波でよかったのですか・・・だいぶ簡単にできそうですね。

しかし今日、問題が発生してしまいました。アンプぐらいあるだろうと思っていたのですが「そんなもんねぇよ」と言われてしまいました・・・アンプは結構値が張りそうなので買えそうにありません。
トランジスタか何かを使って自作するほかなさそうです・・・少し調べて使えそうな回路図は見つけたのですが、回路定数の設定が未知の領域です・・・先は長いです・・・。

お礼日時：2006/07/27 02:51

No.1 回答者： mtld 回答日時： 2006/07/26 05:47

発信器は差し当たりそれで結構です

問題は負荷が容量性で電力が大きいのでパワーアンプが必要な事です 家庭用オーディオアンプが使えるかも知れません　お持ちでしたら調べて見て下さい
　出力電圧　　　　40Vrms以上　
　出力電力　　　　 40W以上
　出力周波数帯域　40ｋHz以上
　出力インピーダンスは半導体アンプなら十分でしょう場合によっては負荷との間に１～３Ω程度の抵抗が必要かも知れません

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
アンプなら何個か転がっていたと思うので探してみます。

お礼日時：2006/07/26 07:41