　それと、出力波形が入力波形に比べて少し横にずれているのを見て取れるでしょうか。サイン（sin）を微分するとコサイン（cos）になるという話を聞いたことないでしょうか。1波長は山から山あるいは谷から谷ですので、出力波形が1波長の4分の1分だけ時間軸上でずれるということなんですが、何かそれっぽい波形が出力されていませんか。学校で習った通りですね。こんな簡単な回路で複雑に見える微分の処理をちゃんとこなしているんですね。

矩形波

　図3は矩形波の入力波形と、微分回路を通した後の出力波形を表示したものです。

図3　矩形波の入力波形（上）と出力波形（下）［クリックで拡大］

　矩形波とは一定間隔で2値の電圧を取る波形です。デジタル回路ではもっともよく見かける波形です。立ち上がりで正の方向に、立ち下がりで負の方向に変化します。

　それでは図3下側の出力波形を見てみましょう。入力波形における立ち上がりと立ち下がりのタイミングで上下に鋭いスパイク状の波形になっているのが見て取れます。まず、入力波形の立ち上がりでは正の方向に急激に電圧が変化しますので、出力波形のその時点では正方向の鋭いスパイク状の波形になります。一方、入力波形の立ち下がりでは負の方向の鋭い波形となります。

　いかがでしょうか、この図3でもちゃんと微分の仕事をしていますよね。

ノコギリ波

　図4はノコギリ波を入力として、波形と微分回路を通した出力波形を映したものです。

図4　ノコギリ波の入力波形（上）と出力波形（下）［クリックで拡大］

　ノコギリ波は、その昔ブラウン管でテレビを見ていたころ、画面走査の制御信号として利用されていました。最近だと、D級アンプや一部のA-Dコンバーターで使われていますね。

　ノコギリ波の特徴は、ある時点で急激にある電圧値まで到達し、そこから一定のペースで電圧を下げて元の電圧に戻ります。この逆もあって、最初に一定間隔で電圧が上昇しある電圧値に達すると急激に元の電圧に下げるというものです。図4の上側に表示されている入力波形は前者ですね。

　図4下側の出力波形を見ると、入力波形の立ち上がりのタイミングで鋭いスパイク状の波形が正方向に出ています。その後入力波形は一定間隔で電圧を徐々に下げていきますが、出力波形は一定の負電圧を示しています。

　ここでも実験回路が立派に微分の仕事をしていますよね。

おわりに

　いかがでしたでしょうか。これで少しは微分に対する苦手感は払拭（ふっしょく）できたでしょうか。微分の次は積分ということで、同様にコンデンサーを使った実験回路で解説したいと思います。お楽しみに。

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