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 

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