2020/08/15(土曜日) 晴れ
マイコンボード(ESP-32)でソフトウェア的に作ったバイナリカウンタの出力を
外部の抵抗ラダー回路(2-2R)に加えて鋸歯状波を作ることはなんとか実現できた。
でもその鋸歯状波のスロープは歪んでいて真っすぐではない。
これを直線的に増加していくように修正するのは容易ではないだろう。
マイコンボードでバイナリカウンタを作っているんなら、そのパルスをESP-32が
備えているDAC(デジタル・アナログ コンバータ)で鋸歯状波にすればいいじゃないか。
とは言ってもESP-32の出力は3Vちょっと。
オイらが必要にしている鋸歯状波は10V近く(もっと高い方がいいんだけど・・・)が
必要だ。
だからESP-32のDACから出てきた鋸歯状波を何らかの方法で増幅しなくてはならない。
まぁ、3Vの電圧を10Vにするんだから3倍ちょっと増幅するだけだ。
まず最初はトランジスターでやってみよう。
入力電圧を可変抵抗器で少しずつ変化させてトランジスタに入力し、出力電圧を確認していく。
その回路図はこんなもの。 トランジスタは手持ちの中ではちょっと頑丈そうな感じのものを使った。
そのデータをグラフにしてみた。
可変抵抗器をちょっと動かしただけでもメータの値が変動してしまう。
なかなか正確な値は読み取れない。
でも何となく入力と出力が比例して変化している感じがする部分がある。
トランジスタ増幅(エミッタ接地)では入力と出力は反転している。
だから時間と共に増加していく鋸歯状波を得るためにはその反対の鋸歯状波を作らなくてはならないなぁ。
今まではバイナリカウンタを0から1,2,3と増加させていたのを(最大値255から)1ずつ、254、253・・・と
減らしていけばいいんじゃないの?
じゃぁ、次はDACの鋸歯状波をやってみよう。
マイコンボード(ESP-32)でソフトウェア的に作ったバイナリカウンタの出力を
外部の抵抗ラダー回路(2-2R)に加えて鋸歯状波を作ることはなんとか実現できた。
でもその鋸歯状波のスロープは歪んでいて真っすぐではない。
これを直線的に増加していくように修正するのは容易ではないだろう。
マイコンボードでバイナリカウンタを作っているんなら、そのパルスをESP-32が
備えているDAC(デジタル・アナログ コンバータ)で鋸歯状波にすればいいじゃないか。
とは言ってもESP-32の出力は3Vちょっと。
オイらが必要にしている鋸歯状波は10V近く(もっと高い方がいいんだけど・・・)が
必要だ。
だからESP-32のDACから出てきた鋸歯状波を何らかの方法で増幅しなくてはならない。
まぁ、3Vの電圧を10Vにするんだから3倍ちょっと増幅するだけだ。
まず最初はトランジスターでやってみよう。
入力電圧を可変抵抗器で少しずつ変化させてトランジスタに入力し、出力電圧を確認していく。
その回路図はこんなもの。 トランジスタは手持ちの中ではちょっと頑丈そうな感じのものを使った。
そのデータをグラフにしてみた。
可変抵抗器をちょっと動かしただけでもメータの値が変動してしまう。
なかなか正確な値は読み取れない。
でも何となく入力と出力が比例して変化している感じがする部分がある。
トランジスタ増幅(エミッタ接地)では入力と出力は反転している。
だから時間と共に増加していく鋸歯状波を得るためにはその反対の鋸歯状波を作らなくてはならないなぁ。
今まではバイナリカウンタを0から1,2,3と増加させていたのを(最大値255から)1ずつ、254、253・・・と
減らしていけばいいんじゃないの?
じゃぁ、次はDACの鋸歯状波をやってみよう。
実験、順調に進んでいますね。
その中で、幾つか気づいた事があります。
①R-2Rラダー回路の直線性が悪い。
これは、おそらく回路がR-2Rではなく、R-3R(ビットON時)
或いは、R-2R(ビットOFF時)になっているからだと思われます。
R-2Rをドライブするトランジスタのコレクタの抵抗値が5kで
R-2R側がMSBで、5kなので、ドライブしきれていないと思います。
他のビットもドライブ能力が不足でしょう。(インピーダンスの不整合)
この点は、MPUのDACが内蔵されているのでそれを使われたほうが
目的の達成は、容易ではないでしょうか?
②直流増幅器
8月15日(土)の実験結果は、大変興味深いものです。考え方としては
ファーストステップとして至極当然の方向ですね。
ただ、この方向は、ゴールまでチョット時間が必要です。
OPアンプの採用をお勧めします。秋月でも数十円程度で販売しています。
お調べになるとすぐに見つかりますが、"反転増幅回路"、"非反転増幅回路"
と言うのがあります。DACの出力電圧が3V程度なら、非反転増幅回路で数倍に
増幅すると、バリキャップをドライブ出来るのではないでしょうか。
暑い中、無理のない程度に頑張ってください。
(@^^)/~~~
暑い!・・・ホントに暑い! 暑いって叫んでも涼しくはならず、
余計に暑くなるけど叫ばずにはいられない!
いつもコメントありがとうございます。
実験中のR-2Rはご指摘のとおり、2段目のTRのコレクタ負荷が2Rに影響を与えてます。
このTRをCMOSインバータにすれば解決されるのでしょうが、
残念ながら手持の部品にはCMOSインバータがありませんのでこんな調子で
実験しています。
さっき部品箱を調べたらMC14011BというゲートICが3個ばかり見つかりました。
2NANDゲートが4個はいっているので12段のR-2Rに対応できるかも?
TR増幅回路実験は何とか(苦心して・・・)うまく行きました。
だけど実験の過程でマイコンボードを壊してしまいました。
調子に乗ってTRのコレクタ供給電圧を上げていったとき、うっかりマイコンボードの
DAC端子にコレクタの配線を接触させてしまったのです。
ほんの瞬間だったのですが壊れて大電流が流れるようになって電源のヒューズ
(自動回復型)が動作してしまいました。
他の装置のESP-32を流用して実験を続けてます。
やれやれです。