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発振回路は、増幅した出力の一部を入力に戻し、入力がなくても決まった周波数の交流を作り続ける回路で、条件は同相（正帰還）と Aβ≧1 の2つです。条件の意味は2つの条件の節、LC 発振の周波数 f＝1÷(2π√(LC)) はLC発振回路の節へ。
結論｜まず30秒でわかる答え
発振回路とは、増幅回路の出力の一部を帰還回路で入力に戻し、入力がなくても決まった周波数の交流をつくり続ける回路です。発振する条件は、戻ってきた電圧が入力と同相（正帰還）であることと、増幅度Aと帰還率βの積が Aβ≧1 であることの2つです。LC発振回路の周波数は f＝1÷(2π√(LC)) で決まります。
発振回路とは？増幅した信号を入力に戻し続ける回路
発振回路（はっしんかいろ）は、時計・マイコン・無線機などで「決まった周波数の信号」をつくる回路です。中身は、信号を大きくする増幅回路と、出力の一部を入力に戻す帰還回路（きかんかいろ）の2つでできています。
たとえると
マイクをスピーカーに近づけると「キーン」と鳴るハウリングと同じです。スピーカーの音がマイクに戻り、アンプで大きくなって、またスピーカーから出る。これを繰り返すうちに、特定の高さの音だけが鳴り続けます。
電源を入れた瞬間の小さな雑音の中から、帰還回路が通しやすい周波数の成分だけが、ぐるぐる回るたびに大きくなり、やがて一定の大きさの交流になります。
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発振の2つの条件（同相・Aβ≧1）
増幅回路の増幅度を A、帰還回路の帰還率（出力のうち入力に戻す割合）を β とします。入力Viは、増幅されて AVi になり、帰還回路を通って Vf＝AβVi が入力に戻ります。
| 条件 | 中身 | 意味 |
|---|
| 周波数条件（位相の条件） | ViとVfが同相 | 戻った信号が入力を強め合う（正帰還） |
| 振幅条件（大きさの条件） | Aβ≧1 | 戻った信号Vf＝AβViが、もとのVi以上になる |
注意｜ここで間違えやすい
逆相で戻すのは「負帰還」で、増幅を安定させる使い方です（オペアンプの増幅回路など）。発振回路は、同相で戻す「正帰還」です。逆相・負帰還と取りちがえる選択肢がよく出ます。
POINT
発振を始めるときは Aβ が1より少し大きく、信号が大きくなると増幅回路の飽和などで実際の Aβ が1に落ち着き、一定の大きさで続きます。
LC発振回路の発振周波数 f＝1÷(2π√(LC))
LC発振回路は、コイル（L）とコンデンサ（C）の共振を使って周波数を決めます。コンデンサ2個とコイル1個を組み合わせる形（コルピッツ形）では、2個のコンデンサを直列にした合成容量を C として計算します。
公式
発振周波数 f ＝ 1 ÷（2π√(L×C)）
例題：コイル10μH、コンデンサ0.02μFが2個のとき
STEP 1
コンデンサ2個の直列：C＝0.02×0.02÷(0.02＋0.02)＝0.01μF＝0.01×10⁻⁶F
STEP 2
L×C＝(10×10⁻⁶)×(0.01×10⁻⁶)＝1×10⁻¹³
STEP 3
√(L×C)＝√(10⁻¹³)≒3.162×10⁻⁷
STEP 4
2π×3.162×10⁻⁷≒1.987×10⁻⁶
STEP 5
f＝1÷(1.987×10⁻⁶)≒503,000Hz≒503kHz
注意｜ここで間違えやすい
μ（マイクロ）は10⁻⁶です。μHとμFを10⁻⁶に直してから掛け算すると、桁を間違えにくくなります。
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水晶発振回路は周波数が安定する
水晶発振回路は、LC発振回路のコイル（リアクトル）を水晶振動子に置きかえた回路です。水晶振動子は、水晶の薄い板を2つの電極ではさんだ部品で、決まった周波数で機械的に振動します。
| 比べる点 | LC発振回路 | 水晶発振回路 |
|---|
| 周波数を決めるもの | コイルLとコンデンサC | 水晶振動子 |
| 周波数の安定性 | 温度などで変わりやすい | 変動が非常に小さい |
| 使われる場所の例 | 周波数を変えたい回路 | 時計・マイコンのクロック、無線送信機の周波数源 |
POINT
水晶振動子は、直列共振周波数と並列共振周波数の差がとても小さいので、発振する周波数がほとんど動きません。
電験三種の過去問で確かめる
| 年度・問題 | 問われたこと | 答えのポイント |
|---|
| 平成18年度 問13・令和4年度下期 問13 | 発振の条件の空欄 | 同相・Aβ≧1・正帰還 |
| 令和3年度 問18 | (a)発振回路の直流分のコレクタ電圧 (b)発振周波数 | (a)約6V (b)約100kHz |
| 令和7年度下期 問13 | 水晶発振回路の誤った記述 | 置きかえるのはコンデンサではなくコイル |
令和3年度 問18(b)の解き方
STEP 1
コンデンサ1μFが2個の直列：C＝1×1÷(1＋1)＝0.5μF
STEP 2
L＝5μH なので、L×C＝5×10⁻⁶×0.5×10⁻⁶＝2.5×10⁻¹²
STEP 3
√(2.5×10⁻¹²)≒1.581×10⁻⁶
STEP 4
f＝1÷(2π×1.581×10⁻⁶)≒100,700Hz → 約100kHz
発振回路でよくある間違い
| よくある間違い | 正しい考え方 |
|---|
| 発振回路は負帰還 | 同相で戻す正帰還 |
| 発振の条件は Aβ≦1 | 戻る信号が入力以上：Aβ≧1 |
| 2個のコンデンサを並列として足す | コルピッツ形は直列：C₁C₂÷(C₁＋C₂) |
| 水晶はコンデンサの代わり | 水晶振動子はコイル（リアクトル）の代わり |
| μを10⁻³で計算する | μは10⁻⁶ |
よくある質問
Q. 発振回路とは？
A. 増幅した出力の一部を入力に戻し続け、入力なしで決まった周波数の交流をつくる回路です。
Q. 発振の条件は？
A. 戻る電圧が入力と同相（正帰還）であることと、増幅度と帰還率の積がAβ≧1であることです。
Q. 発振回路は正帰還と負帰還のどちら？
A. 正帰還です。負帰還は増幅を安定させるときの使い方で、発振には使いません。
Q. LC発振回路の周波数の求め方は？
A. f＝1÷(2π√(LC))です。コルピッツ形は2個のコンデンサの直列の合成容量を使います。
Q. 水晶発振回路の特徴は？
A. 水晶振動子で周波数を決めるので、LC発振回路より周波数の変動が非常に小さい回路です。
この記事の要点
- 発振回路＝増幅回路＋帰還回路（出力を入力に戻す）
- 発振の条件：同相（正帰還）と Aβ≧1
- LC発振の周波数 f＝1÷(2π√(LC))
- コルピッツ形は2個のコンデンサの直列で計算
- 水晶発振はコイルを水晶振動子に置きかえ、周波数が安定
参考にした資料
法令・規格・資料は改訂されることがあります。実務で使うときは、発行元の最新版で確かめてください。
この記事の理解を深める本と道具
おすすめの本
「発振回路」を試験の得点につなげるなら、前後の単元とあわせて教科書で押さえておくと安心です。TAC出版『みんなが欲しかった！』シリーズの、電験三種「理論」の教科書と問題集が1冊になった本です。
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電験三種・QC検定1級 / メーカーでパワエレ設計・品質保証 実務10年
メーカーで回路設計と生産技術（品質改善）に携わってきた経験をもとに執筆しています。むずかしい専門用語をできるだけ使わず、はじめて学ぶ人がつまずかないように、図とたとえで説明することを大切にしています。
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