74HC04で発振回路を作成

『ディジタルIC回路の設計』(湯山俊夫 著、CQ出版社)の第4章「クロックを作る回路」に載っていた発振回路を 74HC04 で作りオシロスコープで観測してみた。
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動作環境

  • 74HC04
  • 抵抗 1kΩ 1本
  • 抵抗 10kΩ 1本
  • 抵抗 1MΩ 1本
  • コンデンサ 47p 2個
  • コンデンサ 100pF
  • コンデンサ 1000pF
  • コンデンサ 0.01μF
  • 水晶
  • セラロック
  • ブレッドボード
  • 5V 1AのACアダプタ(H8 キット付属のもの)
  • 電源・グランド接続用ミノムシクリップ
  • オシロスコープ


C-MOSインバータ2段発振回路


以下のような回路図
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ブレッドボードで組んだところ
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オシロスコープで観測(上段が A、下段が出力 B。レンジ 5μs)
10kΩと 1000pF だと、10k×1000p で半サイクル 10μs となるのかな?
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コンデンサを 100p や 0.01μFに変更しても発振した。

2段発振回路でも発振するのなら、3段発振回路でなくても良いのではと思ったが、そうでないらしい。
この回路だと、電源・グランドの範囲外の電圧がかかったり、素子の特性が同一だと発振しないなどの
問題点があるらしい。電圧に関しては、オシロスコープで確認すれば良かったな。

C-MOSインバータ3段発振回路


以下のような回路図
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ブレッドボードで組んだところ
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オシロスコープで観測(上段が A、下段が出力。レンジ 5μs)
半サイクル 10μs となりそうだが、そうはなっていないようだ。抵抗RSがあるせい?
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C-MOS水晶発振回路


以下のような回路図
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ブレッドボードで組んだところ
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オシロスコープで観測(上段が A、下段が出力。10MHz の水晶?)
波形が薄くなったので INTENSITY を変えたら濃く表示されるようになった。
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C-MOSセラミック発振回路


セラロックを使った以下のような回路図
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ブレッドボードで組んだところ。三つのピンのうち真ん中のピンをグランドに接続すればよいようだ。
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オシロスコープで観測(上段が A、下段が出力。4MHz のセラロック?)
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まとめ



  • 『ディジタルIC回路の設計』(湯山俊夫 著、CQ出版社)の第4章「クロックを作る回路」に載っていた発振回路を 74HC04 で作りオシロスコープで観測してみた。
  • なぜ、時計用の水晶 32.768kHz 以外の水晶は MHz のような高い周波数のものばかりなのだろうか?

この記事へのコメント

Trish
2019年01月25日 15:02
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