発振回路

1. 発振回路

   
   
   

   1. 発振回路
      

      発振回路とは、外部からの信号がなくても、一定時間間隔で自動的に信号のHとLを切り替える回路で、パルス生成回路とも呼ばれます。長期間、正確なパルスを生成するには、水晶振動子を利用しますが、1割程度の誤差が共用される場合、抵抗とコンデンサによるタイマー回路が利用できます。
      
      

   2. ここでの目的

      
      　555 で略称されるタイマーICを用いて、パルスを生成します。パルスの周波数（1秒あたりのパルス数）が 100〜800 程度の可聴周波数の場合、パルスをブザー素子に接続すると、音を出すことができます。
      　ここでは、スイッチを押さない場合　0.5 秒周期のパルスを生成し、スイッチを押すと、100Hz程度のブザー音を生成する回路を紹介します。遅い周期のパルスはLEDの発光で確認します。R1bに接続したスイッチがオフの場合、VCC（電源）からDCHに接続する抵抗が高いため、出力変化は遅くなります。スイッチをオンにすると、VCC（電源）からDCHに接続する抵抗が低くなるため、出力変化は早くなります
      
      

   3. 応用

      
      　周期を1秒にすれば、時計として利用できます。一定時間で点滅する照明やオン・オフを繰り返すモータなどにも応用できます。ただし、時間は１〜２割程度の誤差があります。
      
      

2. 回路設計

   
   
   

   1. 回路素子

      
      　タイマー素子LMC555 は8ピン のICです。電源電圧は 1.5Vから12Vまで動作します。電源の電流は、電源電圧で変化しますが、100μA程度です。CNT,TRG,RST は入力端子で、流れる電流はp（ﾋﾟｺ）A程度です（pは10^-12を意味します）。出力電流は電源が５Vのとき、L側で8mA、H側で2mAです。電源電圧が低いとき出力電流も小さくなります。
      
      ブザーは圧電型ですから、直流の電流は流れません。
      
      コンデンサC1は容量が大きいので電解型コンデンサを利用します。これは極性があります。線の長い方が＋で、-側にマークがあります。
      
      スイッチはタクタイル型を利用します。
      
      
      

   2. 回路設計

      
      　発振にはLMC５５５（CMOS型）を利用します。電源に電池を利用しますから対応電圧の広いCMOS型の５５５を利用する必要があります。
      　発振出力はOUT端子（３ピン）です。DCH,THに接続した R1a（R2b）、R2、C1、が発振の周波数を決定します。
      出力端子には LED と圧電ブザーを接続します。OUTがLレベルになると LEDは消灯し、ブザーから「プツ」と音がします。周波数が高くなると、LEDは半点灯状態となり、ブザーから連続音が聞こえます。
      
      
      
      

   3. 時間の計算

      
      R1b の接続したスイッチがオフの場合
      　、出力がHとなる時間は
      　　TH = ０．７＊（R1a + R2) * C2
      となります。また、出力Lになる時間は、
      　TL = ０．７＊R2*C2
      となります。したがって、1周期の時間は、
      　TW = ０．７＊（R1a+２＊R2) * C2
      となります。
      スイッチがオンになると、R1aとR1bの並列抵抗で、THが定まりますが、R1aに比べてR1bが十分小さいので、
      　TH = ０．７＊（R1b + R2) * C2
      となります。
      
      
      

   4. 回路製作

      
      　汎用基板に部品を挿入し、ハンダ付けで配線します。