汎用ロジックのシュミットトリガの閾値

2016-01-16      
 また週末がやってきました。昨夕は少しだけ早めに帰れたんですが、娘のPCのHDDが調子悪くなりその換装を手伝ってから引き籠もり開始・・・冬休みに進められなかった周波数カウンタ周辺のお試し実験です。

 前置するバッファアンプに目処が立つと、気になってきたのがPICのT0CKI/T1CKI に具備されているシュミットトリガ。これがある程度狭い閾値でON/OFFできないと単純に「ロス」になりますから、バッファアンプとPICの入力の間にシュミットトリガを置いた方が有利になる可能性があります。
 今回製作する周波数カウンタは、折角作るんですからできるだけ広帯域・高分解能(・・・でいいのかなぁ、要は0.1Hz,0.01Hz辺りまで測定できるよう)にしたいため、仮にシュミットトリガを前置するにせよ高い周波数まで確実に動くデバイス・・・74AC14をチョイスして若松通商さんで試しに1つ購入してきました。そして、カタログ値を拾おうと東芝のTC74AC14のデータシートを見てみると、ヒステリシスの上限と下限しか書いてありませんでした。仕方なく、TC74HC14のデータシートを確認。



 どうやら1.6Vから2.7VというのがTypical(@4.5V)のようです。バラツキが大きそうですが百聞は一見にしかず・・・というわけで実測してみると、凡そ2.2Vから3.0Vという結果でした。つまり、2.6Vを中心に±0.4V以上の振幅が必要になります。これはちょっと大きめの値 そこで、併せて購入した74AC04でシュミットトリガを作って、同様に測定してみました。



 回路図は自分用の備忘録ですが、何の変哲も無いシュミトリの実験回路です。R1とR2の比率で、閾値の上限・下限が調整できます。ひとまず、R1は2.2KΩとしてR2を10KΩ(約5倍)で測定してみたところ、閾値の上下限が1V以上あり広くてNG。そこで、丁度10倍となる22KΩで2.1Vから2.8V、47KΩ(約20倍)で2.3Vから2.6Vという結果になりました。さらに欲張って100KΩとすると、何やら中間の電圧が出力されるようになりNG・・・というわけで、20倍程度の比率での組み合わせが周波数カウンタの波形整形回路としては良さそうです。
 また、このシュミトリは緩い正帰還回路なんで、インバータでなくAND回路のゲートの1つを潰して作る(片方をVDDに接続する)と最も単純化できます。周波数カウンタの肝となるゲート回路との併用を考えると、74xx08のチョイスがいいかも。

 今日明日はお休み・・・74AC08だけを買いに秋葉原に行くのもナンセンスですが、暇だったらユルユルと出かけてみようかな

 修正 2016.01.16 回路図大ミス・・・酔っていたとは言え、チェック甘過ぎ。さっさと差し替えました。
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