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2017年7月31日 (月)

コンパレータIC:LM393からHS-CMOSカウンタへ

「う~む」のトラブル。

LM393:コンパレータICを使って、「ゆっくりアナログ波形」を
パルス化して、それをカウンタ(HS-CMOSのHC4040)の
クロック入力に入れるという回路。
   (4040=12ビットのバイナリカウンタ)

Z01

こんな波形が出てきてくれたらな~っというもの。
    ※先日のノコギリ波 を信号源に
Z02
コンパレータ部にはR1、R4でヒステリシスを入れています。
まぁ大丈夫かなと動作させてみると・・・・
   (クリックで拡大↓)
0_4040
   ※上から TP1、TP2、Q1、Q2

Q1、Q2がまともにカウントしていません。

原因はLM393出力:TP2に乗るグリッチ。
こんな感じでグリッチが発生してました。
    (ノコギリ波の↓エッジ部の拡大)

Ihc4040_p

パルス幅、0.5uS弱。
HS-CMOSのカウンタはきちんと反応しちゃいます。

はてさて、この対策。
その案は・・・

(a) HS-CMOS HC4040をやめてスタンダードの4040に
  換え、クロック入力にグリッチ除去のコンデンサ(C1)
  を挿入。

これは、スタンダード入力の4040のクロック入力が
「シュミット入力」になっているから使えるワザ。
   (クリックで拡大↓)
  0_1
10ピンにシュミットの記号が記されています。
そして、スペックには、
0_2
と、クロックの立ち上がり、立ち下がり時間に制限無し。
HC4040だと、こんな具合↓に規定があります。
0_3
コンデンサによるグリッチ除去はHC4040ではダメなんです。

(b) グリッチの出ないコンパレータを探す。

コンパレータじゃなくてもOP-AMPでも構わないんですが、
グリッチの出ないのを選別てなところでしょうか。
手持ちのコンパレータだとTLC3702 だと大丈夫でした。
LM393と比べて、さほど大きな応答速度の差はありません。
  ※オープンコレクタか、C-MOS出力かの違いはある
LM393が一つ「ン十円」。 TLC3702が「百ン十円」。

どしたものでしょ。
今回は、スタンダードC-MOSに換えてC1を付加しとき
ました。

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トラブル遭遇」カテゴリの記事

コメント

LM393の2pin-GND間にコンデンサ入れてはどうでしょうか?
以前、似たような経験をしたことがありました。

投稿: edy | 2017年8月 5日 (土) 17時02分

そうですね。 比較電圧側にコンデンサを。
出力がばたついて、ヒステリシスが効く前に
比較電圧が影響を受けて・・・・
可能性は大。
試してみます。

これ、この部分が重要じゃないんですが、
この回路全体に関わるのを「トラ技」記事に
まとめる予定なんで。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2017年8月 5日 (土) 18時31分

比較電圧になる反転入力とGND間にコンデンサを
挿入!で大正解でした。
グリッチパルスが無くなり、後段のカウンタが
(HC4040に換えても)ミスしなくなりました。

このコンデンサの値、どのくらい小さくできるか
試してみました。
パスコンに使う0.1uFからスタート。
 0.1:ok, 0.01:ok, 1000PF:ok, 100PF:ok …
最終的に「15PF」でも効果がありました。

コンパレータの+/-端子間容量が効いてくる
のかな?

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2017年8月 6日 (日) 16時15分

日曜日の真昼間、仕事場にやってきたのは家に
いてても「暑い」から。

今朝は8時過ぎから「お墓の清掃」。
地域の青少年指導員が、墓地管理委員会から
委託を受けての作業。
お盆に向け、お墓通路の雑草を刈ってキレい
にという、毎年恒例のお仕事。
青指の活動資金稼ぎにOBの私もお手伝い。

で、夕刻に、「夏のお疲れさん会」が近所の
中華料理屋さんであるんで、それまで、涼しい
仕事場で過ごそうという魂胆。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2017年8月 6日 (日) 16時22分

抵抗分割された比較電圧入力にコンデンサの例:

http://www.miyazaki-gijutsu.com/series2/noise181.html
この中のこの図↓
http://www.miyazaki-gijutsu.com/series2/noise18/fg3.gif


投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2017年8月 6日 (日) 16時43分

2pinは、出力の1pinのお隣ですからストレー容量で影響を受けたんでしょうかね。
うまく行ってよかったです。
でもTLC3702で問題なかったのが何故かわかりませんが。

投稿: edy | 2017年8月 6日 (日) 20時14分

そうそう。
この分割抵抗R2とR3の値を「1/10」、つまり
3.3kと1kにすると、コンデンサ無しでもグリッチ
が出なくなりました。

「外乱に強くしたいのならインピーダンスを下げろ」
が基本というところなんでしょ。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2017年8月 7日 (月) 09時07分

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