低歪み率正弦波発振器の作成(その2)

前回作成した回路では CG-102R1 からの出力をボルテージ・フォロアにしたOPアンプを付けただけの構成でした。測定結果を見ると、10kHzで歪み率が極端に悪化していました(といっても支障なく使用できるレベルです)。これを改善すべく、OPアンプをボルテージ・フォロアから、アクティブ・フィルタへ変更してみました。

フィルタの種類は、Sallen-Keyフィルタの一つで、3次バターワース・フィルタを採用しました。OPアンプ1回路で構成できる事と、カットオフ周波数以上を急激に減衰させられるから、そして、今の回路からの変更量が少ないことが採用の決め手になりました。

Butterworth_filter

3次バターワース・フィルタのそれぞれの定数は大川電子設計さんのツールを使わせていただきました。理論も何もかも分かっていないのに、カットオフ周波数を設定するだけでそれぞれの定数が出てきますので非常に助かりました。fc=16kHz で定数を決定しました。

部品を集めてブレッドボード上に組み立て、オーディオジェネレータとミリバルを繋いでフィルタの効き具合を試してみたところ、12kHzくらいまで若干下降気味ではあるがほぼフラット、そこから急激に減衰している事が確認できました。

3次バターワース・フィルタを前回の回路に追加して、正弦波の歪み率を計測しました。

Butterworth_filter_10kHz
10kHz

あれっ、10kHz時のTHD+Nは 0.01639% ですね……。
THDの方は結構減ったので、フィルタの効果はあるみたいです。どうもノイズが原因で数値が悪化しているようです。が、この辺りの実装技術に全く自信がないので、あれこれしてより悪化させてしまわないようにこれでOKとします。真空管アンプの歪み率を計測するには十分低歪み率な発振器です。
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