【測定トラブル】なぜ増幅回路が発振するのか

増幅回路が意図せず振動し続ける現象を 発振 と呼びます。
入力信号がないのに波形が出る場合、
多くはこの発振が原因です。

■ 発振とは
発振は、回路が自分自身で信号を作り出してしまう状態です。
外部入力がなくても、一定の周波数で波形が現れます。
故障ではなく、回路条件によって起こります。

■ なぜ発振が起きるのか
増幅回路では、
出力の一部が入力側に戻ることがあります。
この戻りが「正のフィードバック」になると、
信号が増幅され続け、発振が起こります。

■ フィードバックの影響
フィードバックは本来、
増幅度の安定や歪み低減に使われます。
しかし、条件が崩れると逆効果になります。
位相が反転しない周波数帯で特に注意が必要です。

■ 周波数特性との関係
回路には必ず遅れがあります。
高周波になるほど位相がずれます。
このずれが特定周波数で発振条件を満たします。

■ 配線と発振
長い配線やGNDループは、
意図しないフィードバック経路を作ります。
ブレッドボードでは特に発振しやすくなります。
測定環境も原因になります。

■ オシロスコープでの見え方
入力を切っても、
一定振幅の高周波波形が観測されます。
時間軸を変えると、周期性がはっきり見えます。
FFTでは鋭いピークとして現れます。

■ 発振を防ぐ基本対策
配線を短く、シンプルにします。
デカップリングコンデンサを電源近くに配置します。
不要な高周波成分を抑える設計を行います。

■ 測定時の注意点
測定器やプローブが発振を助長することがあります。
×10プローブを使い、負荷を減らします。
「回路か測定か」を切り分ける視点が重要です。