急な休暇でプチ実験

2015-03-24      
 今日は休暇を取りました。昨日、「今年度」の決算がほぼ確定した上、「来年度」のセットアップが上手くいく見通しが立ったため、少々我が儘を言った次第。「有給休暇は当然の権利ぢゃ」と声高に言ってのけるような世代ではなくなりましたが、まぁこういう安息日を2,3ヶ月に1回程度は取りたいものです・・・とか何とか言って、大きなコンテストの翌日休暇はほぼ定番となってたりして

 本当は、晴れたらスピーカ作りをしようと思っていて、朝起きたらそれこそピーカンだったんですが、風がかなり強くてベランダ作業・・・というか、窓際での作業はちょっと難しい感じ そこで、気を取り直してプチ実験に進路を定めました。

 先日から、ポータブルな作りものを画策しています。つい数日前に記事にしたのは、オペアンプ用の±両電源を生成するレールスプリッタの実験結果ですが、実はこれに関係ある実験なんですね・・・と言っても、実験同士の関連性は無いんです。
 この作りものには実は「可変クロック」が必要。然程安定していなくてもいいんですが、60-400KHz程度の可変範囲の方形波発振器が欲しいんですね。そして、直ぐに思い浮かんだのが工作の定番「LM555」です。これで、チョイ高めの周波数の発振器が作れれば・・・と思ったら、純正のものではNGで、CMOSタイプの「LMC555」であれば何とか行けそうだということが判りました。これは、以前に別の用途で買っておいたものが手持ちにありますから、早速ブレッドに組んで実験してみました。

 今回採用した回路は、LMC555のデータシートに載っている「デューティー比50%」の発振回路です。切り抜きを貼っておきます。



 Vsに接続されている無刻印の抵抗は、7ピンの「Disch」(Discharge)のオープンドレインを安定させるために10KΩとしました。あとはRcとCの組み合わせで発振させてみて・・・と、適当な組み合わせで発振させてみたんですが、図に書いてある式と実際の発振周波数が大きくズレていることに気づき、さらにオシロで見てみると方形波とは言い難い形をしています これでは使いモンにならん、きちんとデータを取ってみよう・・・と、抵抗とコンデンサの組み合わせリストを作ってデータ取りをしました。早速、結果を。



 流石にクリックして大きくしないと何だかさっぱり判りませんね。このリストでは、計算値との偏差が±10%の組み合わせを緑(±5%は濃い緑)にしてあります。なるほど、計算値を使って実用的に使える周波数範囲は決まっているようですね。左下の濃いピンクの所は、発振周波数がスペックアウトしています・・・念のため。

 一方、オレンジ色に着色した組み合わせは、どう見ても波形が「方形波」の範囲を超えてしまっているものです(主観です・・・念のため)。オシロのイメージでこんな感じ・・・。



 まぁ、あまり条件の厳しくないクロックなどで使うのであればこの程度でもいいかとも思いますが、総じて470Ω以下の抵抗を使った場合に顕在化していることが上の表から判ります。また、コンデンサの値も「頃合い」があり、小さ過ぎても大き過ぎてもNGと言えそうです。

 この実験結果から、今回必要な発振周波数範囲である60-400KHzを得ようとする場合には、220pFと数KΩ~数十KΩ程度の組み合わせ・・・可変するためには数十KΩのボリュームが必要ということが判りました。これで、自信を持って製作に取りかかれそうです ただ、注文したICが到着するのはまだまだ先のよう・・・これまた、備忘録になってしまいました

追記 2015.03.25

 使用した抵抗は普通のカーボン抵抗(1/4W)ですが、コンデンサは手持ちの関係で0.47uF以上は無極性のケミコン、0.1uF以下は2200pFを除いて積層セラミック、2200pFはフィルムです。1uFでは、普通の(有極性)ケミコンを使ってみましたが、誤差が大きかったため、他の容量を含めて測定を止めました。ただ、このケミコンはかなりの年代物なんで、新しいものなら大丈夫かも・・・追試はしませんよ。

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アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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