アバランシェ・モード弛張発振器

折角デジタルオシロスコープを購入したので、LTspiceで解析できない回路の実験をして見ましょう。以下の回路は黒田徹著はじめてのトランジスタ回路設計の87ページよりアバランシェ・モード弛張発振器です。




この発振回路は、トランジスタのエミッタ接合のブレークダウンを利用しています。このためLTspiceではシミュレーションできません。また、この回路で使ったトランジスタは破壊されるため、他の回路に再利用することは出来ません。

out1とout2をACカップリングで見たのが以下です。

CH1(赤):out1 1V/div
CH2(黄):out2 1V/div
100us/div





デジタルオシロらしくシングルトリガで過渡領域を表示してみました。
DCカップリングで、CH1とCH2のGNDは同じ位置にあわせてあります。

CH1(赤):out1 2V/div
CH2(黄):out2 2V/div
250us/div





発振周波数は、以下のように表されます。





とはいえ、Vz,VpおよびΔVは、R2とトランジスタの特性に依存するうえ、周波数の安定性もよくないようです。

tag: トランジスタ 発振回路 2SC1815 PDS5022 

ウィーン・ブリッジ型正弦波発振回路によるシグナルジェネレータ

秋月オシロPDS5022Sレビューで表示している正弦波はウィーン・ブリッジ型正弦波発振回路で生成しました。

画面の赤い方(黄色の方はLTspiceでオールパス・フィルタのオールパスフィルタででつくりました)



実はこの発振回路、ずいぶん前に作ったんですがコレを機にケースに入れました。




回路図は以下




周波数を可変するために、コンデンサの切り替えをロータリースイッチで、抵抗値の変更を2連ボリュームで行います。発振周波数は15Hzぐらいから150kHzぐらいです。
トランジスタ技術SPECIAL増刊「OPアンプによる実用回路設計」P273を参考に作りました。かなりいい加減に作ったので、波形は相当ひずんでいます。

とはいえ、適当に遊ぶには十分かなぁ・・・とおもっています。
ちなみに正弦波発振回路がほしいと思っている人は、素直にMAX038精密波形発生キット(ファンクションジェネレータキット)DDS(ダイレクト・デジタルシンセサイザー)キットをオススメします。

最も低周波のときをLTspiceでシミュレーション。波形が安定するまで、かなりかかります。





tag: OPアンプ LTspice 発振回路 

LTspiceで非安定マルチバイブレータ

回路シミュレータをダウンロードしてみたら、比較的すぐに試してみたくなる回路にトランジスタを用いた非安定マルチバイブレータ(unstable-multivivrator)があります。

しかしながら、LTspiceでデフォルトのNPNトランジスタモデルをそのまま使って初期条件を指定せずに過渡解析をすると発振を開始してくれません。






ポイントはいかの二つ。
1.トランジスタモデルは2N2222をつかう。
2.ショック電圧として.icを使って適当な初期電圧を与える。

2.の代わりに抵抗をアンバランスさせても発振を開始します。たとえば、R1=R2=1kとなっているところをR1=1k,R2=1.01kのようにします。






回路シミュレータは、こういったところが厳密な点が長所でもあり短所でもありますね。

tag: LTspice 発振回路 

LTspiceでリング発振器

タイトルはジョークですといいたいところですが、シミュレータにかけてみるまで気づかなかったので笑えません。今日の話は昨日の早押しボタンの裏話です。






まずは上の回路を見てください。昨日アップロードした回路図とそっくりですがどこが違うかお分かりでしょうか。
昨日の回路(正しい回路)を再びあげますと以下のようになります。




分かりにくいかもしれませんが、昨日の回路図は今日の回路図で言うところのInvQからダイオードD1を通して、プレイヤーからの入力段であるU4のNANDへ帰還をしています。
それに対して、今日上げた回路はQの出力を反転させたものを帰還しています。

RS-FFの2つの出力QとInvQが単純にお互いを論理反転した関係にあるのならばどちらの回路を採用したとしても結果は同じになります。
しかし、今日の回路は早押しボタンとしては不合格となります。

2枚目にあげたグラフを見てください。これはプレイヤーがボタンを押している状態から1us後にリセット信号を入力したものです。
InvQは素直にリセット信号に従っていますが、Qは発振しています。
これは、U1,U3,U4がリング発振器を構成してしまっているからです。

RS-FFの入力にはS(セット)とR(リセット)がともにアクティブになる禁止入力状態が存在します。RS-FFの2つの出力端子QとInvQは論理の正負以外にも入力におけるSとRのどちらを優先するかという違いがあります。
RS-FFを使う場合はSとRのどちらの信号を優先するのかを意識した上で禁止入力状態について考える必要があります。

なお、74HCシリーズのLTspiceモデルはYahoo!のLTspiceユーザーグループの物を利用させていただきました。

tag: LTspice 発振回路 

LTSpiceでクワドラチャ正弦波発振回路

ウイーンブリッジ型やクワドラチャ型といった正帰還を使う正弦波発振回路が発振する条件として、外部からのトリガ信号が必要です。実際の回路ではOPアンプの内部雑音や電源投入時の過渡現象が勝手にトリガ信号となるのですが、シミュレータ上ではそのままではうまく発振してくれません。

今回はトリガ信号の代わりにコンデンサに初期電圧を与える方法で発振を開始させて見ます。




初期電圧を与える方法としては.ICというSPICE directiveを利用します。.ICは過渡解析で初期値を与える命令です。

.IC V(ノード番号)=初期値

今回はC1に1Vの初期電圧を与えました。C1の端子のノードにstartというラベルをつけたので

.IC V(start)=1V

となります。




参考文献


tag: LTspice 発振回路 

FC2カウンター
カテゴリ
ユーザータグ

LTspiceAkaiKKRmachikaneyamaScilabKKRPSoC強磁性OPアンプPICCPA常微分方程式モンテカルロ解析ecaljodeトランジスタ状態密度インターフェースDOS定電流スイッチング回路PDS5022半導体シェルスクリプトレベルシフト乱数HP6632AR6452AI2C可変抵抗分散関係トランジスタ技術ブレッドボード温度解析反強磁性確率論バンドギャップセミナー数値積分熱設計非線形方程式ソルババンド構造絶縁偏微分方程式ISO-I2CLM358フォトカプラ三端子レギュレータカオスLEDシュミットトリガGW近似A/Dコンバータ発振回路PC817C直流動作点解析USBマフィンティン半径数値微分アナログスイッチTL43174HC4053カレントミラーサーボ量子力学単振り子チョッパアンプ補間2ちゃんねる開発環境bzqltyFFT電子負荷LDAイジング模型BSch基本並進ベクトルブラべ格子パラメトリック解析標準ロジックアセンブラ繰り返し六方最密充填構造SMPコバルトewidthFET仮想結晶近似QSGW不規則合金VCAMaximaGGA熱伝導cygwinスレーターポーリング曲線キュリー温度スイッチト・キャパシタ失敗談ランダムウォークgfortran抵抗相対論位相図スピン軌道相互作用VESTA状態方程式TLP621ラプラス方程式TLP552条件分岐NE555LM555TLP521マントル詰め回路MCUテスタFXA-7020ZR三角波過渡解析ガイガー管自動計測QNAPUPSWriter509ダイヤモンドデータロガー格子比熱熱力学awkブラウン運動起電力スーパーセル差し込みグラフ第一原理計算フェルミ面fsolveCIFxcrysden最大値最小値ubuntu最適化平均場近似OpenMPシュレディンガー方程式固有値問題井戸型ポテンシャル2SC1815TeX結晶磁気異方性OPA2277非線型方程式ソルバフラクタルFSM固定スピンモーメントc/agnuplotPGA全エネルギーfccマンデルブロ集合縮退正規分布キーボード初期値interp1multiplotフィルタ面心立方構造ウィグナーザイツ胞L10構造半金属二相共存ZnOウルツ鉱構造BaOSIC重積分磁気モーメント電荷密度化学反応クーロン散乱岩塩構造CapSenseノコギリ波デバイ模型ハーフメタルRealforceフォノンquantumESPRESSOルチル構造スワップ領域リジッドバンド模型edelt合金等高線凡例軸ラベル線種シンボルトラックボールグラフの分割MAS830LPIC16F785トランス入出力CK1026PC直流解析パラメータ・モデル等価回路モデル不規則局所モーメント関数フィッティング日本語ヒストグラムTS-112ExcelGimp円周率TS-110LMC662片対数グラフ三次元specx.fifortUbuntu文字列疎行列不純物問題ジバニャン方程式ヒストグラム確率論マテリアルデザインP-10境界条件連立一次方程式AACircuit熱拡散方程式HiLAPW両対数グラフ陰解法MBEナイキスト線図負帰還安定性Crank-Nicolson法EAGLE最小二乗法

最新コメント
リンク

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ