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検索対象: トランジスタ技術 2016年12月号
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1. トランジスタ技術 2016年12月号

放課後補習 / バーチャル・ディジタル回路教室 LogicCircuit 回路ツールヘルプ プロジェクト この回路について 新い、回路を作成 = : 現在の回路を削除 囘路メニューから [ 新しい 囘路を作成〕を選ぶと , 新 しい口路 ( 部品 ) を作るこ とができる ファイル編第回第ッ - ルヘルプ カジ 1 ク ( 三 ) にえト 天気図ドットマトリクスディスプレイ ( ④フリップ川 ( ④物印第 3 ビ , トのリップフロップ 0 フリップフプ 01 ルプフロッみ D フリップフロップを作りたい場 合は , 以下のように NAND ゲート と NOT ゲートを組み合わせる . 作った囘路は部品として保存する ロ路メニューの [ このロ路 について ] を選んで囘路 ( 部 品 ) の名前やカテゴリを設 定すると , このように部品 として登録できる 図 4 論理ゲートの組み合わせで新しいパーツを作ることができ , 保存して使いまわせる もちろん , そういった開発ツールは FPGA を正し く動作させ , 製品として完成させるためにはなくては ならないものです . しかし , 非常に高機能に作られて いる反面 , ちょっとした検証をするには大げさすぎる のも事実です . 例えば , パソコンの数学ソフトウェアは高度な計算 ができますが , 算数レベルの計算ならば手元の電卓を 使ったほうが手軽です . 同じように , 実際の製品開発 は EDA を使用しますが , ちょっとした回路の検証用 に LogicCircuit を使うと便利です . 残念ながら , LogicCircuit で入力した回路図を HDL で保存することはできません . シミュレーションした 回路を製品に組み込むためには , あらためて回路を入 力し直す必要があります . ■さっそく使ってみよう ! ・環境の準備 「習うより慣れろ」といいます . さっそくダウンロ ードして使ってみましよう . 次の手順に従ってインス トールしてください . ① LogicCircuit のウエプ・サイトを開く (http:// logiccircuit . org) ②左上の「 Download 」ボタンを押す ③「 Download page 」リンクを押すと CodePlex のペ ージに移動する ④ CodePlex のページからインストーラをダウンロー ドする (LogicCircuit. setup. 2.16.0920. zip など ) ⑤インストーラを開いて指示に従いインストールする ⑥スタート・メニューから LogicCircuit を起動する LogicCircuit が起動したら , 次の手順に従って回路 を入力し , 動かしてみましよう . ・ボタンを配置する 図 3 (a) のように画面左にあるボタンを選択し , 右 側の回路図にドラッグ & ドロップするとボタンを配置 できます . 図 3 (b) のようにトグル式というチェック・ ボックスにチェックを入れてからボタンを配置すれば , ンシスタ技術 2016 年 12 月号 トグル式のボタンを配置できます . 配置後に部品をダ プルクリックすると後からトグル式に変更できます . ・論理ゲートを配置する 図 3 ( c ) のように画面左から AND などの論理ゲート を選択します . そのとき「端子数」を変更すると , 論 理ゲートの入力端子の数を変えられます . 端子数を決 めたら右側の回路図にドラッグ & ドロップして配置し ます . ・部品同士を配線する 図 3 (d) のようにパーツについている端子 ( 黒い点 ) をマウスで引っ張ってほかの端子の上で離すと配線で きます . ・回路を動かす 図 3 (e) のようにスイッチ , AND ゲート , LED を配 置して接続したら , 画面右下の電源ボタンを押すと回 路が動き出します . 2 つのボタンを押して両方が 1 を 出力すると LED が点灯します . いかがでしようか ? とても直感的に回路を動かせ るのではないかと思います . ■小さな回路を部品として使って , 大きな回路を組み立てられる 図 2 のような入出力装置のほかに NOT , AND, OR などの基本的なパーツが用意されています . 残念ながらディジタル回路の肝とも言えるフリップ フロップがありません . ないパーツは図 4 のように論 理ゲートなどを組み合わせて部品として自分で作りま す . 一度組み立てた回路をパーツとして保存すると , 別の回路で使い回すことができます . 本誌のウエプ・サイト (http://toragi ・ cqpub ・ co ・ j p/ ) からサンプル回路をダウンロードできます . ファイル・メニューから [ 読み込み・・・ ] を選択し , サ ンプル・ファイルに保存されている回路を部品として 取り込むと , フリップフロップなどもすぐに使うこと ができます . ぜひ試してみてください . 155

2. トランジスタ技術 2016年12月号

、 / 几亠 あ伎ち フリー 教育用 ソフト 気軽に置いてつなげてスイッチ ON / 鳴らしたり光らせたり 放課後補習 / バーチャル・ディジタル回路教室 LogicCircuit 大中邦彦 Kunihiko Ohnaka AND ゲート 逃げる ■パソコンで動くかどうか 確認してから製作したい 本誌で見かけたディジタル回路を実際に動かしてみ たいとき , 皆さんはどうしていますか ? 図 1 は 3 人の審査員がボタンを押すと , 押されたポ タンの数だけランプが光るディジタル回路です . 単純 ですが「この回路って本当に動くのかな ? 」と思った とき , ーっーっ回路を目で追って確かめていくのはわ 審査員 ( りと面倒です . 普段から FPGA の開発をしている人 それぞれボタ であればちょこちょこっと HDL を書いて ModelSim ンを押すと押 された数だけ などのシミュレータを動かせばよいのですが , もう少 LED が光る し手軽に実験したいこともあると思います . 図 1 単純なティジタル回路でも動作を追いかけるのは面倒 ■ LED やスピーカ・・ 周辺回路の動作も丸ごと見れる 己述言語 ) などが使えなくても , 教科書や雑誌に掲載 LogicCircuit は Windows 用のディジタル回路シミ された回路図をそのまま見た目通りに入力すればよい ュレータです . インターネット経由でダウンロードし のでとても簡単です . て無料で利用できます . ディジタル回路の教育を目的 ・特徴 2 手動で直接操作できる として作られたシミュレータなので , ディジタル回路 2 つ目の工夫は , 入力した回路図を画面上で " その の初心者でも簡単に使えるように工夫されています . まま " 動かせるところです . 図 2 のように LED, スイ ・特徴 1 バーツを置いてつなぐだけ ッチ , 7 セグメント LED, 擬似センサなど , ディジタ 1 つ目の工夫は , ディジタル回路を回路図として入 ル回路に接続できる周辺部品のパーツが多数用意され 力できるところです . そのため , HDL ( ハードウェア ています . 例えば , ボタンを入力装置 , LED を出力 格子状に LED を 最大で 640X480 ピ 並べて文字や模 クセルまで表示で 様を表示できる 7 セグメント LED. ド きるグラフィック・ ドット・マトリ ットを含めた 8 つの ディスプレイ . 内蔵 クス LED. 最大 LED を光らせて文字 しているビデオ・メ で 10x10 のサイ や数字を表示できる モリに値を書き込 ズまで好きなサ むことで好きな絵 イスを選んで配 を表示できる 置できる NOT ゲート ボタン 書査員 A 査員 LED OR ゲート 一三ロ 時々刻々と出 カ値が変化す る擬似センサ . マウスでク 温度センサな リックする どのふりをさ たびに出力人力が 1 せることがでマウスをクリ が反転するのときに ックしている きる トグル式の光る LED 間だけ出力が 入力が 1 の ときに音が 出るブザー ロ。四。ロ 図 2 LogicC ⅳ cuit には周辺装置のパーツが用意されていてパソコンの画面上で動かせる ンシスタ技術 2016 年 12 月号 153

3. トランジスタ技術 2016年12月号

る ). コンデンサを 2 個使う GIC 回路です . コンデンサの位 そこで , 図 4 の回路を相対変換 ( 双対変換ともいう ) 置はる , / 3 , / 5 のどれでも良いのですが , こでは します . 相対変換は , 直列回路を並列回路に , 並列回 / 3 と / 5 をコンデンサにしましよう . その他の部品は 路は直列回路に置き換える変換です . このとき以下の 抵抗です . そうすると式 (1) より , ようにコンデンサとインダクタも置き換わります . ・インダクタはコンデンサに ・コンデンサはインダクタに CI C3 2 4 相対変換しても , 正規化されている定数はそのまま になります . こで , つ = 5 / ( CIC3 4 ) とおくと , ですから , 何も悩むことはありません . 単純作業と割 次式のようになります . り切ってください . 図 6 (b) に図 4 を相対変換した回路を示します . 相 対変換によって , インダクタの数がやたら多くなって しまいました . 「これでは意味がないのでは・・・ ? 」と つ素子は , インピーダンス / が周波数のの 2 乗に反 がっかりしないで , さらに 1 / s 変換を行います . 比例して , しかも負の係数をもっ素子です . 受動部品 1 / s 変換は , 各素子に 1 / s = 1 〃をかける作業です . だけでは実現できませんが , OP アンプで作ることが 1 / s 変換しても定数は変わりませんので , これも単純 できます . 作業と割り切ると楽です . l/s 変換すると , 以下のよ つ素子を FDNR 回路に置き換えたフィルタ回路を図 うに変換されます . 8 に示します . ・抵抗はコンデンサに ( / s = 万のだから ) Zx ・インダクタは抵抗にけの / s = 力だから ) ・コンデンサ C はつ素子に ( 1 万の Cs = ーレの 2 C だ から ) 変換後が図 6 ( c ) です . 5 個もあったインダクタがす べて抵抗に置き換わっています . その代わりに見慣れ ない D 素子が出現しました . このり素子は GND 基準 になっているので , GIC 回路で簡単に作れます . 何の 心配もいりません . ・ 1 / s 変換で現れる D 素子を G ℃回路で作る 図 7 は D 素子を作る FDNR (Frequency Dependent 図 7 1 / s 変換で現れる D 素子を作る FDNR 回路 Negative Resistor, 周波数依存型負性抵抗 ) 回路です . G ℃回路にコンデンサを 2 個入れたもの 1 2 2 0 R2R4 2 CI / 01 勉硝 1 D 素子 十 01 Q 0.2768Q 1 .4142 Q 05 0.2768Q C3 0.344Q 1 .4142 Q 人力ーーイ 出力 1 F 1 F 1 F 1 F 十 十 十 4.32 Q 乙 5 4.32Q 4.32 Q 十 十 十 1 F 1 F 1 Q 図 8 LC シミュレーション・フィ ルタ回路で作った 1 / 3 オクターブ BPFQD = lrad/s, 入出力抵抗 IQ ) C, 月 , OP アンプだけで作れる上に素 子値のばらっきによる影響が小さい D 素子 り素子 D 素子 150 ンシスタ技術 2016 年 12 月号

4. トランジスタ技術 2016年12月号

は注意が必要です . そのときはレール・ツー・レール 入出力の OP アンプを使うと改善できます . ・コラムムが消えるもうーっの G 旧回路 6.19k 68000 乙 10 49.66mH この部分を 交換したい 11.49mH 11.49mH 6800p 6.1 9k ー図 A こ C の構成が異なるバンドバス・フィルタ = 20kHz , Q = 4.32 ) ・ GND に繋がっていない [ 11 をどう処理するかが問題なのだが・・ R3 GIC 図 A のと部分を G ℃回路と抵抗に置 図 B GIC 回路と G ℃回路に挟まれた型抵抗回路はインダ アナログ・ AD713X 4 6800P 6.19k GIC ・き換えられる ーもちろんその逆も可能なので , ・クタンスに変換できる 1 .3k 1 .3k 1 .3k 図 A に LC フィルタで作った容量結合型のレ 3 オ クタープ BPF を示します ( スケーリングずみ ). 中 心周波数 = 20kHz, Q = 4.32 は同じですが , 作り やすくするために次数は減らしています . 次数が違・ うと遮断特性が少し変わります . 図 A は , ム 1 のインダクタが浮いています . 本文 中では , 相対変換に加えて 1 / s 変換を行い , 力を抵・ 抗に変換して解決しました . しかしもうーっ別の方・ 法もあります . 実は , GIC 回路は特徴があって , GIC 回路と GIC 回路で挟まれた抵抗回路網はインダクタに変換でき ます . 図 B のように , GICI と GIC2 に挟まれた抵抗・ 1 , 2 , 3 は , それぞれインダクタん 1 , カ 2 , カ 3 に 変換できるのです . 逆に考えれば , 図 A のインダク・ タ部分は , GIC 回路に挟まれた抵抗に変換できるの です . 図 C に , 図 A を元にして作った BPF 回路を示し・ ます . 9 , 10 , 11 の箇所か図 A のカ 9 , カ 10 , カ 11 です . この回路は抵抗回路網が兀型の場合でしたが , T : 型の場合でも同じ変換ができます . く松井邦彦〉ー 6.1 9k 1 3 1 .3k RI 0 6800P 1 .3k 1 .3k わった 1.3k の R に置き換 3 個の乙が 3 個 02 6800p な = デバイセズ 03 6800p 1 .3k R11 5.62k 27tRC CI = の = 03 = 04 = 0 RI = R2 = 4.76R R11 = 4.32R R3=Ra=R5=R6=R7 =Ra=R9=Rlo=R ー図 C 1 / 3 オクターブ幅バンドバス・フィルタ = 20 kHz, Q = 4.32 ) ・この回路を見かけたとき , G ℃回路は知っていても , RI 1 があることで動作がよくわからなかった ンドブック , 日本規格協会 . 152 トランシスタ技術 2016 年 12 月号 ( 1 ) オクタープおよび 1 / 3 オクタープバンド分析器 , JIS C1513 ー 1983 , JIS ハ ◆参考文献◆

5. トランジスタ技術 2016年12月号

はじめての はじめての アナログ電子回路アナログ電子回路 松澤昭・著 松澤昭・著 A5 ・ 271 頁・本体 2 , 700 円 ( 税別 ) A5 ・ 269 頁・本体 3 , 000 円 ( 税別 ) はじめての ISBN 978-4-06-156535-7 旧 B N 978-4-06-156545-6 アナログ はしめての アナログ 電子回 MOS トランジスタを中心に、基本増幅回路 研究開発現場で役立つ回路を一冊に凝縮。 電子回路 から演算増幅回路、電源回路、発振回路ま カラー図版で直観的に理解できる ! A/D ・ D / A 変換器、デルタシグマ型 A / D ・ D/A でを丁寧に解説。わかりやすさにこだわっ 変換器、フィルタ回路、 PLL 、センサ回路、 たので、大学のテキストとしてはもちろん、 初学者の入門書としても最適な 1 冊。 高周波回路を解説。 基礎から学ぶ はじめての 電子回路 1 5 講 地気電子・ 秋田純一・著 A5 ・ 174 頁・本体 2 , 200 円 ( 税別 ) はじめての 情報通信工学 ISBN 978-4-06-156563-0 はじめて電子回路に触れる読者のために最重要 必修ポイントをていねいに解説 ! ! ! モーニング 田口俊弘 / 堀内利一 / 鹿間信介・編著 の電子工作マンガ「ハルロック」の作者がイラス彡 B5 ・ 175 頁・本体 2 , 400 円 ( 税別 ) トを担当 ! ! ! 最強コラボでわかりやすく楽しく ISB N 978-4-06-156561-6 第 1 部電気電子工学編第 2 部情報通信工学編 学べる ! ! ! 編集部谷 03 ( 3235 ) 3701 東京都文京区音羽 2-12-21 販売部谷 03 ( 5395 ) 4415 http://www.kspub.co.jp/ 柔軟な電線がほしい、 入手困難な仕様になりそう、 用途に適した電線がない ・そんなとき オータメイケーフル 0 長年のケープル設計・製造ノー月ウ彡生産に適した生産設備 皹充実した試設備と C 刄 D システム 信頼できる品質管理体制 0 周辺術を知した術庫 開発に適した一買生産体制 試しに、ご希望やアイデアをメイルか FAX してみてください。的確ですばやい応答をお約束します。 好評の http://www.mogami-wire ・ co ・ jp / もお忘れなく。 窓口 モガミ電線株式会社 エムアイティー株式会社 〒 154 ー 822 東京都世田谷区梅ヶ丘 1 ー 33 ー 9 モンド梅ヶ丘ビル 2F 〒 399 ー 6461 長野県塩尻市宗賀 469 E-maiI sales@mogami-wire.co.jp TEL. 0263 ー 52 ー 0131 FAX. 0263 ー 52 ー 6565 E-maiI sales@mogami.com TEL. 03 ー 3439 ー 3755 FAX. 03 ー 3439 ー 3877 ンタ技術 2016 年 12 月号 実用回路編 基本回路編 基本回路 . 十新刊 十新刊 基礎物ら学み 電気電子・ 情報通信工学 242

6. トランジスタ技術 2016年12月号

のない C フィルタ C やに比べると , 力は直列抵抗や寄生容量が大き くて性能があまり良くありません . そこで , LC フィ ルタを力を使わない回路にしてみます . これを LC シ ミュレーション型フィルタと呼んでいます . ・アラ不思議・・・ OP アンプと C と日でが作れる OP アンプの負帰還回路を使うと , コンデンサをイ ンダクタに変換したり , 別の素子に変換することがで C → D る / 4 Zx る / 3 / 5 ピーダンスみは , 次式で表されます . GIC 回路を図 5 に示します . 入力 A 点から見たイノ ーダンス変換のために考えられた回路です . インピーダンス変換 ) 回路は , その名前通り , インヒ きます . G ℃ (General lmpedance Converter, 一般化 べて抵抗にしてみます . そうすると Zx は , 次のよう ます . 試しに / 4 をコンデンサにして , それ以外をす この回路を使うと , コンデンサでインダクタを作れ な値になります . 研究室で役に立つ / OP アンプ応用回路集 こで , カ 4 = ( C4 1 3 5 ) 駅 2 とおくと , になります . けっきよく Zx は , / = ノ・の 4 となって , コンデンサ C4 がインダクタん 4 に変換され たことがわかります . ただし , この回路には欠点もあります . GND 基準 のインダクタを作ることは簡単ですが , GND につな がっていないインダクタを作るのは大変なのです . ・相対変換と 1 / s 変換を使って GND に繋がっていな いインダクタをなくす 図 4 の回路をもう一度見てください . この回路には 3 個のインダクタム , カ 3 , ながありますが , 残念なこ とにどれも GND につながっていません (GND から浮 いている . フローティングしている , という場合もあ 0 / 2 / 4 / 5 十 十 0 から見たインピーダンスは / 1 乙乙 / 2 / 4 で表される . 1 3 5 1 / の C4 ノ・の C4 1 3 5 Zx 1 図 5 インダクタの性質など多様なインピーダンスを C, ただし片側が GN D に接続されていることが必要 R, OP アンプで作る G ℃回路 4.32 0.27675 03 0.344 4.32 1 .4142 1 .4142 4.32 乙→ R 02 1 .4142 4.32 ーー D 素子 4.32 05 0.27675 直列 Ro 並列 並列 直列 01 0 1 .4142 (a) 元ロ路 双対変換する 1 .4142 入力 1 432 R → 0 図 6 双対変換と 1 / s 変換入力←・一ヨ 0.27675 0.27675 03 0.344 4.32 0.27675 05 (b) 双対変換後 さらに 1 な変換する 0 により LC フィルタから を消す ムが消えた代わりに GND に繋 がった D 素子が発生する , G ℃回路で作れる ンシスタ技術 2016 年 12 月号 1 4.32 ーー D 素子 1 .4142 03 0.344 4.32- ー・ D 素子 0.27675 (c) 双対変換と 1 / s 変換を行った後 出力 出力 出力 1 149

7. トランジスタ技術 2016年12月号

( 0 N T E N T S 本文イラスト / 神崎真理子 。。 MATLAB ての。 クルクル大変身 . 私のラズバイ実験べンチ 大人 2 方円から′素定 / 無 / 人工知能 / ロボット ~ なんでもお絵府き却庶 大人 2 万円から / 測定器 / 無線機 / 人工知能 / ロボ、 , ト・・・なんでもお絵描き即席僑 MATLAB でクルクル大変身 / 別冊付録 tE 劇・井義巳 [ 大を文子 私のラズバイ実験べンチ [ 監修 ] 藤井義巳 [ 著 ] 大堀文子 電池コーナ 全力実験 ! No コモバイル・バッテリを探せ ! 大塚康ニ 実験室のお役立ち製作 最大 200A, 精度 20mA の 5 , 000 円インスタント電流テスタ 登地功 気軽に置いてつなげてスイッチ ON ! 鳴らしたり光らせたり 放課後補習 / バーチャル・ディジタル回路教室 LogicCircuit 大中邦彦 電子工作パワー・アップ・コーナ 電源を高性能化 / 基板 CAD バターンの画像を SPICE モデル変換 / PGplaneEx 渡邊責之 [ 最終回 ] キットで実験 ! モータのセンサレス制御技術く 17 〉 止まったところからキビキビ回す / 「低速域センサレス制御」のお話し 研究室で役に立つ ! OP アンプ応用回路集く 1 の インダクタ・レス & 無調整 / 1 / 3 オクターブ 6 次 BPF 最新アナログ℃の要 ! CMOS トランジスタ技術入門く 4 〉 スイッチング用トランジスタでリニア・パワー・アンプ製作 アナログ電子回路の正しい基本と作り方く 6 〉 オームの法則から交流理論まで ! 交流回路の電流と電圧の比「インピーダンス」 学生工ンジニア応援企画く 7 〉 園児が組み込み開発 ? 子供向け 1 , 500 円パソコン IchigoJam 誕生 PC やスマホの Web ブラウザでリモート計測制御員 chigo Web サーバの製作 白阪一郎 ディジタル制御電源用マイコン MD6602 のすべてく 6 〉 ティジタルカ率改善回路の設計 中野利浩 私のスペシャ ) い C 製作 ! FPGA MAX 10 の研究く 8 〉 VeriIog HDL による RTL 記述入門 圓山宗智 私の部品箱く 61 〉 全バラで 20mA / 15Vpeak 出力 / ロジック電圧ブースタ CD40109B 渡辺明禎 Reader's FORUM lnformation 210 次号のお知らせ / 編集余録 208 ( 定価は表四に表示してあります ) 発行所 CQ 出版株式会社 発行人 / 編集人寺前裕司 〒 112-8619 東京都文京区千石 4-29-14 ◎ CQ 出版株式会社 2016 電話編集 03-5395-2123 印刷三晃印刷税 / 大日本印刷株 / ( 無断転載を禁じます ) 広告 03-5395-2131 三共グラフィック株 / クニメディア 2016 年 12 月 1 日発行 ( 毎月 1 回 1 日発行 ) 販売 03-5395-2141 製本星野製本株 日本 ABC 協会加盟誌 ( 新聞雑誌部数公査機構 ) 振替 00100-7-10665 Printed in Japan 本書に記載されている社名 . および製品名は . 一般に開発メーカの登録商標または商標です . なお本文中では , . ⑩◎の各表示を明記しておりません . トランシスタ技術 2016 年 12 月号 いユ已一夛 120 1 3 130 153 202 連載 13 ア 足塚恭 松井邦彦 馬場清太郎 14 / 0 心 00 。物 156 164 瀬川毅 168 179 187 206 207 5

8. トランジスタ技術 2016年12月号

トランジスタ技術 SPE ロ AL 発売中 トランジスタ技術 SPECIAL 編集部編 No. 136 どこから始めたらいいかわからない B5 判 144 ページ エレクトロニクス 1 年生に贈る 定価本体 2 , 200 円十税 電気の単位から ! 回路図の見方・読み方・描き方 印戦九一究や実務に役立つエレクトロニクスの参考書 ンタ技術 SP 0 耻 電気の単位から ! 回路図の見方・読み方き方 T 圜弋の世界常識 第 1 章 回路図記号のマメ辞典 回路図のお供に ! 電気の単位と定数 第 2 章 知っておきたい電気回路の三大法則 第 3 章 回路図の描き方コモンセンス 第 4 章 オーディオ便利帳 第 5 章 第 6 章 無線便利帳 No. 134 No. 135 誤動作ゼロ / 破壊ゼロ / 発熱もノイズも出さな 目いつばい貯めて , ー滴残らず使い切る / いコンデンサ / コイル / MOSFET の動かし方 安全かっ長持ち し i イオン / 鉛 / NiMH 蓄電要点マスタ ! パワー電源 & 高輝度し ED 照明の作り方 池の充電 & 電源技術 B5 判 144 ペーシ B5 判 168 ページ 定価 . 本体 2 , 200 円十税 定価 . 本体 2 , 400 円十税 No. 132 No. 133 ワンチップでシンプル仕上げ / 安定・安 今すぐ USB マイコン Arduino と今すぐ 全な電圧と電流を供給してくれる プログラムで収集・解析・制御 研究室で役立つパソコン実験用スタンダード電源設 計実例集 計測アナログ回路集 B5 判 176 ページ B5 判 144 ページ CD - ROMI 枚付き 定価本体 2 , 400 円十税 定価本体 2 , 400 円 + 税 No. 130 No. 131 24 ビット D - A コンバータから低雑音電 A - D コンバータ , OP アンプそしてマイ 源まで コンを使ってスマートに 実験研究に ! 測る電子回路ハイレゾ・オーディオの回 路技術と製作の素 の作り方 B5 判 144 ページ B5 判 176 ページ 定価本体 2 , 200 円十税 定価・本体 2 , 400 円十税 トランタ技術 2016 年 12 月号 電子回路で使われる素子・部品の回路記号と種類・性質や使い方から , 2015 知れ聞 . 5 回路図を描くためのさまざまなルールやコモンセンスを具体例とともに整 理していて , 電子回路の入門者はもちろん , 設計の実務に携わっている人 でも見落としがち , 忘れがちな項目をわかりやすくまとめています . 回路図の読み書きや設計の作業の際に手元において活用でき , 時間のあ るときにばらばらと眺めたり , 興味のあるトピックを読んだりして , 電気 に関するさまざまな常識やマメ知識を身につけるのにも適しています . 。、簷えが と見つ分る ! , 数式 & 規格 使利帳 付き http://shop.cqpub. CO. jp/ CQ 出版杠 247

9. トランジスタ技術 2016年12月号

電するので誤差が生じます . フォト MOS リレーの LED 駆動 。第電回路はロジック℃で構成 製作した回路の特徴・・・長寿命 , 高速動作 , 低騒音 接点を物理的に動かす電磁リレーを使用すると , 接 点の寿命が短く , 動作速度遅くて , 騒音が発生すると いう欠点があります . 今回製作する回路では , 普通の リレーの代わりにフォト MOS リレーを使用して , 欠 入力端子 点をカバーしました . フォト MOS リレーの耐圧は 600V 以上です . 2 点間 の電位差が耐圧以内であれば信号が伝送できます . 出力端子 機械式リレーなら 2 回路 2 接点 (DPDT) のリレー 1 個で済みますが , フォト MOS リレーの場合は 1 回路 タイプだと 4 個 , 2 回路タイプだと 2 個必要です . ・気フォト MOS リレー使用により 超寿命 , 高速動作 , 低騒音化 フォト MOS リレーは OFF になるまでの時間が長い です . フォト MOS リレーの LED を駆動する信号は , 写真 2 電位の異なる回路間でアナログ測定電圧のやりとりがで きる「フライング・キャパシタ回路」 片側が完全に OFF した後にもう片方を ON するよう 製作した大電流計測テスタで得られた測定値 ( アナログ電圧 ) をマイコン な , デッド・タイムをもうけた 2 相信号が必要です . やパソコンに伝送すれば自動計測システムも作れる ・製作 ・こんな回路 「コンデンサ」を使って測定電圧をバケツ・リレー 図 6 に製作したフライング・キャパシタ回路を示し フライング・キャパシタ方式による測定原理を図 4 ます . に示します . まず , 測定すべき電圧を一度コンデンサ フォト MOS リレー フォト MOS リレーには TLP222G ー 2 ( 東芝 ) を使用 に蓄え , 測定ラインから切り離します . その後 , 別の しました . 2 回路入りで耐圧は 350 V です . スイッチ 場所にある電圧計でコンデンサに蓄えた電圧を測定し ング速度はターン ON 時間 0.3 ms, ターン OFF 時間 ます . 0. lms です . ON 抵抗の大きさはそれほど問題になら 図 5 のようにリレーなどのスイッチ装置を使って連 ないので , 耐電圧とスイッチング速度で選べばよいで 続的に行うことで , 連続した信号が観測できます . リ レーには , 片側が完全に切り離されてから , もう一方 しよう . が導通する「プレーク・ビフォア・メイク」接点のタ コンデンサ コンデンサの容量は応答速度に影響します . C = 1 イプを使用します . uF, Ca = 0.1 uF と , やや大きめの容量としました . 連続的に電圧を測定するときは , C が電圧計から切 コンデンサには , 品質のよいフィルム・コンデンサを り離されている間も電圧を保持するためのコンデンサ 使うとよいでしよう . 最近は温度補償系のセラミッ のを挿入します . ク・コンデンサ ( 特性 CH や COG など ) で容量が大きい C と Ca が同じ容量だと , 接続したときに電圧が 1 / 2 ものが入手できるので , これを使ってもよいでしよう . になってしまいますが , 2 回目は 3 / 4 , 3 回目は 7 / 8 と 高誘電率系セラミック・コンデンサは誘電体吸収効 いうように , 何度も接点が切り替わるうちに Ca の電 果が大きいので , 入力電圧が変化したときに出力電圧 圧が CV] に漸近していきます . が安定するまでに長い時間がかかります . フライン C に対してのの容量を小さくすれば応答が速くな グ・キャパシタ回路には向きません . りますが , 電圧計の入力抵抗が大きくないとのが放 C が切り離されている間 電圧を保持する リレー llll ロ っ 持 を 亠几 抵 カ 高 この電圧を測りたい 電圧計に つなぎ変え 0 V Vx[V] Ca (b) ステップ 2 : C の電圧を (a) ステップ 1 : 0 にⅣ ] 測る を充電する 図 4 フライング・キャパシタ回路の動作原理 「コンデンサ」を使ってバケツ・リレーすることで , 電位の異なる 2 点 間でアナログ信号を伝送する 図 5 リレーなどスイッチ装置を使って一定周期で切り替えると 連続測定も可能 トラン湫タ技術 2016 年 12 月号 134

10. トランジスタ技術 2016年12月号

CPU 設計の 達人 チャレンジ・コーナ 電子工作にプロの技術を / ティジタル制御電源用マイコン MD6602 のすべて 第 6 回ディジタルカ率改善回路の設計 電流連続モードと電流臨界モードの切り替え OK / 電力計算機能付き / ーー 中野不リ浩 Toshihiro Nakano MD6602 ( サンケン電気 ) は , ディジタル制御電源専用の 8 ビット・マイコンです . CPU コア以外に DSP コアを 2 個搭載しており , 全部で 3 個のコアが並列して動作します . A ー D 変換器などのアナログ機能や高分 解能 PMW 機能を内蔵しているので , 周辺回路をシンプルにできます . = この電源の制御に特化したマイコン の応用例を紹介します . マ一 5 島マ 0 表 1 ティジタル制御電源用マイコン MD6602 を活用した力率改 善回路の仕様 G 曰 0 の入力レベルによって電流連続モード ( CCM ) と電流臨界モード (CRM) を切り替え可能 . 電力情報をディジタル制御電源用マイコン MD6602 の UART から送信する CCM 動作時 CRM 動作時 回路構成 昇圧型 PFC 回路 入力電圧 ~ 120 V 出力電圧 3 開 V 出力電力 20 W 50W 発振周波数 97 kHz 60 k ~ 100 kHz GPIO 入力レベルにより 動作モード CCM 動作と CRM 動作の切り替え可能 切り替え機能 電力計算機能 入力電力計測値を UART から送信 電流検知方式 コンパレータによる電流検知を排除 ディジタル制御電源用マイコン MD6602 を使用し た力率改善回路 ( PFC : power Factor Correction) の設計事例を紹介します . ここで紹介する力率改善回路は , インダクタ電 流連続モード (CCM : Continuous Current Mode) とインダクタ電流臨界モード (CRM : CRitical current M 。 de ) を出力電力の状況に応じて切り替 え力率と効率を最適化します、 この事例では , 入力電力を計測できる電力計算 機能も力率改善回路に追加します . 工アコンなど 省エネルギ対策が行われている家電製品などの電 源装置や , エネルギ消費量を管理したいサーバ電 源の管理に利用できます . ・仕様 に制御します . すなわち , インダクタ電流が所望のピ 表 1 に試作した力率改善回路 ( PFC ) の仕様を示しま す . 電流連続モード (CCM) と電流臨界モード (CRM) ーク値に至ったことをコンパレータで判定して , その タイミングで MOSFET Q201 を ON 状態から OFF 状態 を GPIO の入力レベルによって切り替え可能です . 電 に切り替えます . Q201 を OFF 状態から ON 状態に切 カ情報を MD6602 の UART から送信できる入力電力 り替えるタイミングは一定周期とします . 計測機能もあります . 従来の電流臨界モードでは , Q201 の ON 期間は一定 試作した力率改善回路の回路図を図 1 に , 部品表を 表 2 に示します . ディジタル制御電源用マイコン MD で , OFF 状態のときのインダクタ電流がゼロになっ 6602 は , 評価用基板 CHEWING GUM に搭載されたも たら再び ON にし , これを繰り返します . インダクタ のを使用しています . 電流がゼロになったことを検知するアナログ・コンパ レータはノイズの影響により誤動作する恐れがありま ディシタルならではのこと す . インダクタのゼロ電流検知用の 2 次巻き線が必要 になるケースもあります、 ・ノイズに強い電流臨界モード制御を実現 ノイズで誤動作しやすいコンパレータによる電流ゼ 従来の電流連続モードの力率改善回路では , 入力電 ロ検出はしない 試作する力率改善回路は , 従来の電流臨界モードで 圧の正弦波波形を出力電圧に応じて増減 ( 乗算 ) した値 は , MOSFET Q201 を OFF にしてインダクタん 201 に流 が , インダクタカ 201 の電流のピーク値に対応するよう 179 ンシスタ技術 2016 年 12 月号