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GID-ADC回路定数の決め方

(C) 数理設計研究所 2000/5/14, 2001/1/26 Hal.T JA1QPY

回路定数の決定法(もっとご希望があれば付け加えていきます)

★74HC14の採用
 PCからのデータはノイズが予想され、かつRS232Cは正負に電圧が動きます。このためシュミットトリガを入力インターフェースに使っています。
 入力が最大-25Vに引かれるので、このとき33kΩとHC14の入力保護ダイオードを介して0.76mA流れ出ます。
 普通のパソコンのRS232C出力では±12V程度なので、負側では0.36mAぐらい流れ出、正側では5Vに対してですから(12-5)/33k=0.21mAの流れ込みとなっています。
★74HC14入力の33kΩ
 HC14の保護、さらに外部からレギュレータを介さないで+5Vに電力が供給されるのでレギュレータ出力が強引に5Vを超えてしまわないようにバランスを取っています。
 値が小さすぎれば外部からの電力で5Vレギュレータが壊れ、連鎖的にMAX186も過大電圧で壊れます。大きすぎればSWスピードに影響を与えます。
 SWスピードは74HC14の入力容量と浮遊容量を10pFと仮定すれば、33k×10pF=0.33μ秒で、PCのI/O待ち時間とほぼ同じになっています。
★使わない74HC14入力の処理
 74HC14には6つのインバータが入っていますが、2つは利用していません。
 この入力端子は放置せずに接地します。放置しておくとノイズなどでデジタル的には1,0の中間状態になり、どっちつかずの状態では非常に電力を消費するのです。
★SD1-6
 ショットキーダイオードという少し変わったダイオードです。
 普通はダイオードと言えば0.6Vぐらいの順電圧があり、10Vの入力があると9.4Vぐらいがでてきます
 GID-ADCでは、たかだか0.6Vと言えどももったいないので順電圧が(0.3〜0.4V)のショットキーダイオードを使っています。(ショットキーとは金属間にできるPN接合のことです)。
★レギュレータの入力側にある1μF
←オシロ記録(上がRS232Cの信号、下がレギュレータの入力電圧)

 レギュレータの入力はRS232Cからの電力を利用します。
 まれにPCのマルチタスク割り込みで途切れます。そのあいだの電力を保持するために最低でも1μFを必要としています。
 上のオシロ記録は最悪の場合です。この途切れを防ぐためキットや半完成品には10〜33μFのコンデンサをつけるように推薦しています。
★レギュレータの出力側にある0.1μF
 レギュレータ(電圧安定器)は内部にアンプが入っています。
 発振することもあるので、出力端子のすぐそばに小容量の発振防止コンデンサを入れます。
 MAX186や74HC14はデジタルICなので、それらが動作するときには瞬間的に大きな電流が流れます。この大きな電流でレギュレータが不安定にならないようにする役目もあります。

end