これで完了としよう －ＴＲ・シュミットトリガ回路の実験 －

２０２３・０７・２９（土曜日）　晴れ

　ジャンクボックスで見つけたＯＰアンプがきっかけでOＰアンプのお勉強・・・

　参考書を見たり、諸先輩方からアドバイスをいただいたり、Ｗｅｂサイトを
閲覧したり、あれこれ試行錯誤をしてやっとコンパレータの仕組みを理解した
けど実際に使うにはこれまたもっと難しい・・・
　
　そんなわけで途中でやる気を無くして何となく中断してましたが、これでは
ご支援、応援くださった皆様に申し訳がたちません。
　今までの実験結果を取りまとめてご報告いたします。

　ＯＰアンプのコンパレータは高性能だろうけどオイらの工作程度ではちょっと
大袈裟な感じがします。　
　そこでトランジスタで組立てたシュミット・トリガ回路で実験してみました。
    
    回路図はこんなものです。　
　しきい値幅を大きくしたので（ＴＲエミッタ抵抗値が大きくなった）
ＬＯＷ出力がＧＮＤ電位まで下がらず、次段のドライブができないので
ＢＵＦＦ回路を増設しました。

　ＴＲシュミット・トリガ回路は一応ヒステリシス特性を示してくれました。

　高しきい値（th.Hig）は２.５V、低しきい値（th.Low)は０.８Vです。
　入力がしきい値をオーバーするたびに出力は０V、５Vと反転します。

　次はこれに小型のボタンスイッチ（タクトスイッチ）を接続してＯＮ、ＯＦＦを
正確に次段へ伝達（出力）できるか実験しました。

　

　しかし、結果はＮＧでチャタリングを防止する機能は全然ありませんでした。　
　工作先輩からＳＷにパスコン（ＣＲフィルタ）を接続しなくては効果はでない、とのアドバイスを
いただきましたので　すぐ試しましたが効果はでませんでした。
　しかし、これは私の回路誤りでした。　
　

   最終的にはこんな回路で実験しました。

　ＲとＣは「時定数」設定のものです。

 

　Ｒ＝１０ＫΩ、Ｃ＝０.１μＦのときの画像

 

Ｒ＝１０ＫΩ、Ｃ＝０.３３μＦのときの画像

　

 

Ｒ＝１０ＫΩ、Ｃ＝１μＦのときの画像　

 

「時定数」のカーブがはっきりわかるのは１μFの容量が必要でした。
　以下、各容量でチャタリング発生防止の効果を確認してみました。

 

１．　Ｒ＝１０ＫΩ　Ｃ＝０.１μＦで実験

　１sec/DIV　で表示

１００ｍｓｅｃ／ＤＩＶで表示

　この実験ではかなりの頻度でチャタリングが発生してしまいました。

 

２．　Ｒ＝１０ＫΩ　Ｃ＝０．３３μＦ　で実験

　　１sec/DIVで」表示

　200msec／DIV　で表示

　　かなりのチャタリングは発生する。
　　ノイズを吸収し、救済されたパルスもある。

 

３．　Ｒ＝１０ＫΩ　Ｃ＝1μＦ　で実験。

　　タクトスイッチを押す速度は１秒間４回程度（オイらの手の動きではこれが限度かも？）。

１sec/DIVで表示

２００ｍｓｅｃ／ＤＩＶで表示

　チャタリングはあるが皆救済されている。

 

　実験の結果では「時定数」設定を　Ｒ＝１０ＫΩ、Ｃ＝1μＦにすればチャタリング防止効果は
ある、と思いました。

　以上を持ってコンパレータ、シュミット・トリガー回路の実験は完了といたします。
　いろいろアドバイスをくださいました先輩方、誠にありがとうございました。
　
　またまた「時定数」なんていう難しいことが出てきてしまいました。
　これは実習大好き・勉強大嫌いの実習生にとっては超難しい事柄です。
　でも、これは前々から勉強したいな・・・と思っていた事でもあります。
　なんとか頑張って自分のものにしたいと思っています。
　どうぞご指導、応援のほどよろしくお願いいたします。