枯れた技術の伝承が・・・

1/2Vcc生成回路のコンデンサ に絡んで、この筆者さん
富沢 瑞夫さん　が書かれた、トラ技2015年8月号 の記事
をながめていたら、「こりゃあかんやろ」に遭遇。

・あかんやろの概要

記事ではCMOSゲートIC（インバータ）をアナログ的に
使っている。
通常、このような場合は「UBタイプ（アンバッファ）」の
ゲートを用いる。
　　　例えば4069なら4069UB、4049なら4049UB。
ところが筆者さん、4049Bを使ってしまっている。
あげく、P108の記事には
　　『4049BPは4069UBPよりゲインが高く発振し
　　　やすいので、アナログ的に使う積分器や
　　　ローパス・フィルタの場合は、出力に
　　　発振防止のコンンデンサが必要です。』
と。
「ちがぅぅぅ～～～～」っと、叫んでしまいます。

これ、CMOS ICの使い方の初歩。
枯れた技術だと思っていたのですが、筆者さんも
よいお歳のようなんですが、伝わっていなかった
ようです。
過去のトラ技に何度も出ていますぜ。
　　　（具体的にいつのトラ技っと調べてないけど）
CMOSを使う定石かと。

で、具体的に。
このトラ技のP88の回路図1から問題部をピックアップ。

　　（クリックで拡大↓）

そうそう。　先に「やってるわ」を提示。
このVCO部分の解説のために次ページに
示された図3。
中央の「C」、その両端の「・」が抜けてしまって「＋」
になってしまっています。

まさに、「十字接続は避ける」 の例題。
「Ｔ」で描いていたら、これは避けられるわけでして、
ちょいと残念。

さて、実際の信号を見てみましょう。
4049UBと4049Bを二つ並べて試してみました。
まずはコンパレータの様子。
ただし、RS左のコンデンサは入れてません。
RS=100K、RF=330Kの抵抗だけです。
RSの左に低周波発振器をつなぎ、レベルと
オフセットを適当に調整して、その出力を
オシロで観察します。
上から、
　　ch1：入力の三角波
　　ch2：4049UBの出力
　　ch3：4049Bの出力
　　　　（オシロ画面をデジタルカメラで手持ち撮影…手抜き）
波形は一見正常。



スレッショルドがUBとBとで少し違っている。
ところが、トリガ点をch2にすると…

ch3の波形（4049Bの出力）にジッターが！
トリガをch3にすると状況がよく分かります。

4049Bの出力、およそ7MHzで発振しております。
こんな信号、制御に使いたくありません。

次が反転アンプの様子。
同じく、入力は低周波発振器。
波形の順序は同じ。
　　ch1：入力の三角波
　　ch2：4049UBの出力
　　ch3：4049Bの出力。



黄色が入力で、180度反転した波形が緑と青に
出ています。
でも、なんとなく青のラインが太い？！
記事のように入出力に4049B側には「0.01uF」の
コンデンサをつないでます。

コンデンサを小さくして1000PFにすると…



あれま。　4049UBはコンデンサ無しでも、正常波形。
さらに…　コンデンサを外すと。


ワハハな波形。
周波数はざっと7MHz。
トリガ点を変えるとこんな絵も描けちゃいます。


この回路は、入力が無くても発振しちゃいます。
出力に付加したコンデンサで発振を止めるんじゃ
なく、4049Bには適さない回路だと認識してもらわ
ないと。
アンバッファータイプのゲートはこんなときの
ためのもの。

実験は簡単にブレッドボードでした。


だもんで、GNDやらの状態が悪く、発振波形が
入力信号側プローブに乗っちゃってます。
4049Bは東芝製、4049UBはモトローラ製のICでした。