番外編 電源フィルタの設計に悪戦苦闘、雑音を抑えるはずが発振状態に…（前編）：Analog ABC（アナログ技術基礎講座）（3/4 ページ）

振器を設計するとなかなか発振してくれないのに、アンプはすぐに発振してしまう…。高利得／広帯域のアンプを発振しないように設計するのは、結構難しいものです。

[美齊津摂夫，ディー・クルー・テクノロジーズ]

電源フィルタが並列共振器に……

　図2（a）を見た限りでは、電源フィルタはインダクタL1とコンデンサC1が直列に接続された回路です。並列になっている部分はどこにも見当たりません。

　実は、アンプが抵抗成分になり、コンデンサに対して並列に入っています。アンプを抵抗として置き換えた等価回路を、図3（a）に示しました。アンプの消費電流は1段当たり6mAに設定しました。合計3段のアンプがありますので、全体の消費電流は6mA×3段＝18mAです。これが電源電圧5Vで消費されているわけですから、等価抵抗は以下のようになります。

5V/18mA＝278Ω

　今回はエミッタ接地のアンプを使いましたので、消費電流は入力信号に依存します。この消費電流の変化は、図3（a）の電流源I1で置き換えています。図3（a）を見て下さい。アンプから電源側を見ると、まずC1があり、その先にL1があります。L1の先には電圧源V1がありますが、電圧源のインピーダンスはゼロですので、電流が変化したとしてもL1の先（つまり、Vcc）の電圧は動きません。

図3　電源フィルタが並列共振器を構成　図2の下図のようにアンプが発振したのは、電源フィルタが並列共振器を構成してしまったからです。上図（a）は、図2上図の等価回路です。アンプを電流源と等価抵抗で置き換えました。下図（b）は、並列共振の鋭さ（Q値）を下げるために、ダンピング抵抗を入れた等価回路です。

　従って、5Vの電圧は印加しているのですが、交流信号にとってはグラウンド（GND）に接続されているのと同じ状態になっています。つまり、L1とC1が並列に接続されていることになります。　並列共振が発生してしまうと、アンプの電源電圧VCC2が、アンプ自身の電流でゆすられてしまうことになります。これは、非常にまずいことです。