2016/02/07からのアクセス回数 4659 ディスクリート555の作成 †トラ技2016/01で紹介されたタイマーIC NE555をトランジスタで再現したディスクリート555を作ってみました。 ディスクリート555の回路 †トラ技の図3からディスクリート555の回路を引用します。 ユニバーサル基板のパターンも図8より引用します。トランジスタの赤線はPNPの2SA1015で、 黒線がNPNの2SC1815です。 *1 このパターンをいつものようにテクノペンで回路を書いて作成しました。 *2 動作確認 †ディスクリート555テをストをする前に、オリジナルのNE555を使ってLEDの点滅回路をブレッドボードで動かしました。 以下のサイトを参考にさせて頂きました。 抵抗とコンデンサーの値は、以下の様に設定しました。
T1とT2の周期は、以下の様になります。(データシートのASTABLE OPERATION)
ArduinoオシロスコープKti-Scopeを使ってNE555の波形をみる †Arduinoオシロスコープ(Kit-Scope)専用のArduinoとして、ちっちゃいものくらぶYahoo店の600円の Arduino Nano3.0 互換ボード を使いました。 回路図の①(NE555の3番ピン)と③(NE555の6番ピン)の波形をKit-Scopeでみてみます。 T1の周期波、計算値の69m秒と一致しており、③のチャージと放電の繰り返しも上手く捉えています。 ディスクリート555の波形をみる †NE555で発振回路の動作が確認できましたので、ディスクリート555の波形をみてみましょう。 機器の接続は、以下の様にしました。 回路図の①(NE555の3番ピン)と③(NE555の6番ピン)の波形をトラ技図10から引用します。 回路図の①(NE555の3番ピン)と②(NE555の7番ピン)のディスクリート555の観測波形を以下に示します。 回路図の①(NE555の3番ピン)と③(NE555の6番ピン)のディスクリート555の観測波形を以下に示します。 回路内部の波形 †ディスクリート555を作ったのは、1チップの回路をトランジスタで組み立てる興味と、 回路内部の信号をオシロスコープで観察してみたいという思いからです。 今ならSPICEを使えば、波形は調べられるのでしょうが、計算値と実際に組んだ回路では一致しないこともあります。 まずは上部コンパレータ部の③から⑦までの波形プロットしたトラ技の図11を引用します。 この回路のキモは、抵抗R7とR8+R9でVCCの2/3に分圧した点(図3の赤丸)から2\(V_{BE}\)下がった ⑥の電圧が一定となり、③のチャージが進む区間Aの終わりでTr5に電流が流れ始め④の電圧が下がって いる様子がはっきり見て取れます。この結果Tr6を経由した電流(c)がTr16をオンにします⑦。 これをディスクリート555でみてみましょう。 赤線で③(NE555の6番ピン)を一緒に表示して位置関係が分かるようにしました。 ④の波形は、以下の様になります。区間Aの終わりで下がります。 これとは対照的⑤の波形はTr8を流れる電流が減少するため、上昇します。 確認のため、電圧が一定であるはずの⑥をプロットします。 Tr16に流れる電流がフリップフロップのリセットとして機能します。 ⑦を見ると④の下降に合わせて電圧が上昇しています。 下部コンパレータ部 †下部のコンパレータは、(R7+R8)とR9で分圧されたVCCの1/3点(1.1V)であり、Tr12のエミッタ 電圧は2\(V_{BE}\)上がった2.3Vを保ちます。 ⑧の波形は、以下の様に一定になっています。 これに対して⑨(ノイズが多い)は、区間Aの終わりで下がり、区間Bの終わりで上がるパターンを示します。 フリップフロップと出力部 †フリップフロップと出力部の波形をプロットしたトラ技の図13を引用します。 フリップフロップのコアはTr16とTr17であり、⑩と⑪の観測波形を表示してみます。 区間Aの終わりでHighからLowに変わっています。 これに対して⑪の波形は、区間AではLow、区間BでHighに変化しています。 図13の下部に区間A、B、区間C、Dの4つのタイミングに分けて、状態を整理してみます。
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