矩形波のデューティ比を50[%]にするには

質問

デューティ比50[%]の矩形波を生成したいと考えています。周波数は数Hz～8MHzまで可変したいと考えています。TLC555で発振させています。その後段に周波数を変化させてもデューティ比50[%]にする回路が必要となりますが、どのように回路を組めばよいのか分かりません。教えて頂けるようお願いいたします。

回答No.6

electron11 · ベストアンサー

既に述べられているようにIC555では２MHｚが限界です（typ３MHｚ）
でも原理的にデューティ比50％にする手はあります　シュミットトリガー動作にするのです
つまりpin6,7ショートしてコンデンサーをGNDに落とします（Cとします）
出力端子から抵抗とボリウム直列（Rとします）でpin6,7へ接続で自励可変発振器となります
R×Cで周期が決まります　
ボリウムは小型でないと浮遊容量の為に高い周波数ではリニヤリティが悪くなります
尚ボリウムは出力端子側に接続しますと浮遊容量の影響は小さくなります

安定度は悪くなりますがデジタルICのシュミットトリガー例えば74HC14とかですと軽く10MHz取れます
しかも6個も入っており　最も簡単ですが電源電圧に対する安定度が悪いです（VCOに出来る位です）
バラつきも大きく温度安定度も良くないと思いますが比較した事はありません
５５５と同様に入力端子からCで落とし同端子から出力端子に抵抗とボリウム直列です
更に高くしたいのであれば74AC14 にしますと３０MHｚは行きます
ボリウムは更に小型でIC付近に設置しなければなりません

IC555のシュミットトリガー動作は応用例にありませんが等価回路を理解すれば思い付けるでしょう
555は電源電圧変動を殆ど受けませんので電池動作にもよろしいです
完全にデューティ比50％にするには通常２倍周波の発振させカウンターで1/2します。

お礼

ご回答ありがとうございます。試してみた結果うまく行きました。どうもありがとうございます。

回答No.5

tadys

＞数Hz～8MHzまで可変
555でもデューティ比50[%]は出来るのですが、周波数を変えるとなると二つのボリューム抵抗の関係を保ちながら変化させる必要があるので現実的では有りません。
フリップフロップで半分にする必要が有ります。
TLC555では2MHｚ程度までが使用範囲なのでその半分の1MHzまでしか使用できません。
また、ボリューム1個では可変範囲が１０～30倍程度しかとれません。
例えば最小の周波数を1kHｚとすれば上限は１０～３０kHzぐらいです。
全範囲で可変にするには途中でコンデンサを切り替える等の操作が必要です。
MAX038を使用した場合も同様です。

秋月のDDSキットを使う方法も有ります。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-04594/
このキットでは出力周波数を１Ｈｚ～１６．７ＭＨｚ（１Ｈｚステップ）で制御できますが、
ボリュームのようなもので変化させようとすると外部にマイコンなどを取り付ける必要が有ります。
マイコンを使うのであれば、マイコンから直接出せばよいので、マイコンですませるほうが得ですね。

マイコン開発装置（Pickit3）はこちら
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-03608/
マイコンはdsPIC33FJ32GP202を使えば内部クロックの最大は40MHｚです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02571/
初めは難しいかもしれませんが、マイコンが使えるようになると工作の幅が広がります。

お礼

ご回答ありがとうございます。早速確認してみます。

回答No.4

TT414

http://www.national.com/JPN/ds/LM/LMC555.pdf
の「FIGURE 4.」をやめ「FIGURE 12.」の回路を使ってください。
FIGURE 4.はRA+RBで充電、RBのみで放電しています、デューティ比は50%を超えます。
FIGURE 12.はRCのみで充放電しています。デューティ比50%です。

お礼

ありがとうございます。早速確認してみます。

回答No.3

sat000

私もどちらかというと、#2さんの意見に賛成です。
MAX038は私も会社で石だけ数個買って持ってます(もう製造中止ですし)。
今はプログラマブルのデジタルシンセサイザが主流になってしまいましたね。
もう一つの手としては、#1さんの書かれたフリップフロップ(カウンタICでも構わない)です。
これだと、立上がりか立下り時のどちらか一方のみで状態が変化するので、デューティ50 %が可能です。
ただ、周波数は半分になります。
555はせいぜい1～2 MHzくらいまで(スペック上はもう少しいくものもあるが)で8 MHzは無理ですね。
ですので、基準となるクロックが可変でかつ倍の16 MHzまで出せる他の回路が必要になりますが、そしたらMAX038オシレータICで良いじゃないかという気になります。
あるいはいっそPICとか使ってソフトウエアで出すようにするかですかね。
PICでも高級品を使えば8 MHzくらいまでなら追随できるでしょう。
ただ、開発環境を含めてコストと手間は3つの中では一番かかるかなと思います。
コストや手間を考えると、#2さんの回答が一番リーズナブルと思いました。

お礼

ありがとうございます。早速確認してみます。

回答No.2

sailor

８MHｚまでとなると５５５では難しいでしょう。もともと発信機用のICではなくタイマー用のICで応用の一つとして発進回路があると言うはなしで、ある程度以上の精度で周波数やデューティーを求めるなら、発振専用のICを用いた方が良いでしょう。

安価なキットもあるので紹介しておきます。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00187/

お礼

ありがとうございます。早速確認してみます。

回答No.1

k_kota

あまりデジタル回路が詳しくないのですけど、
例えばDフリップフロップとかで周波数半分にするのはダメですかね。

トリガとなる信号のデューティー比がなんであれDFFに通せば
等間隔でHとLを行き来しますよね。

波形に処理を行うのは結構面倒なので私ならそうします。

お礼

ありがとうございます。早速確認してみます。