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100MHzのクロックを2逓倍して200MHzにしたいのです。
簡単なロジック回路で実現できないものでしょうか?
どうぞ、よろしくお願いします。

A 回答 (6件)

PLLのクロックなので安定度も必要なのですね? 方法は以下に3つありますが



1)無線で使われる逓倍技術を使う方法
原理は簡単ですトランジスタ回路のコレクタに2f に同調した共振器を入れますと取り出せます 3f なら3倍が出て来ます
正弦波で出ますからロジックに入力する時はそのまま入れられませんから良く考えて下さい
詳しくは検索で探して下さいね 送受信機では昔から良く使われて来ました 
安定度に変化は起こりません 若し振幅が小さい時はもう一段入れて増幅します
一段で済めばトランジスタ一個とLC共振器とバイアス用抵抗器数個&コンデンサ2,3個です あとはロジックレベル変換に少し要るでしょう

2)
#2さんの方法の後に2f 共振器を入れて綺麗な正弦波を取り出す事も可能です 2f 共振器は参考URLを参考に
先の逓倍はてこずるかも知れませんが こちらが確実かも知れません 1)と同様にロジックレベル変換が必要です

3)
100Mクロックのデューティを50%からずらしてやりますと偶数次の成分も含みますので2f 共振器で取り出す事も可能ですが経験無し これが最も簡単に思います

参考URLは周波数は低いのですが何方かのアイディアでロジック回路での共振器による逓倍法 但し奇数次のみです
デューティが50%ですと奇数次の高調波だけ含みますので3fと5fを効率良く取り出しております

共振器は普通トランスを使い自作しますが 手作りしなくとも良いコイルで作ったのが面白いです 

参考URL:http://www.asahi-net.or.jp/~tj6h-ymj/circuit/cir …
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この回答へのお礼

ご丁寧に説明してくださり、どうもありがとうございます。

お礼日時:2006/09/07 14:55

私の知っている定番といえば、74HC4046なんですけど残念ながら100MHzでは対応できません。


高速なものはちょっと私もわかりません。
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この回答へのお礼

そうですね。高速になると限られてきてしまいます。
ありがとうございます。

お礼日時:2006/09/07 14:56

なぜ2逓倍にしたいのか不明ですが、同期を取るのでなければ発振器そのものを用意する方が早道です。



参考URL:http://www.epsontoyocom.co.jp/product/osc_set.html
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この回答へのお礼

おっしゃるとおりなのですが、入手の問題から、2逓倍を考えようとしたのです。
どうもありがとうございました。

お礼日時:2006/09/07 14:57

>ちょっとまだイメージがうまくできませんが、コンパレータ無しで何とかできないものでしょうか?


私の説明した回路を別の見方をすれば単なるディレイとも見れます。(RC回路はディレイ回路でもあります)

つまりもとの入力信号を1/4周期だけずらしたものとのXORをとると2倍になるのです。

ただご質問では100MHzということなので、かなり速度は速いですから安定性を考えないのであればディレイによる方法でもうまくいくと思いますけど、、、、、安定性を求める場合にはちょっと難しい点もあります。
そうなるとPLL(最近では便利なICがある)になると思いますけど。

求める性能が不明なので適切な助言は難しいです。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
用途はPLDのクロックです。ですから,ある程度の安定性が必要となります。
便利なPLL用ICをいくつか教えていただけないでしょうか?(メーカー型番など)
お手数おかけします。どうぞ,よろしくお願いします。

お礼日時:2006/09/05 21:27

汎用的というか実用的にはPLLを使うのが常道ですけど、単に2倍であれば簡易的にはもっと簡単に作れます。



一番オーソドックスな方法としては、パルスの立ち上がりと立下りで元のパルスの1/2のパルスを出す回路を作ればよいのです。いわゆるワンショットタイマーですね。

具体的にはXORの片方にはそのまま入力信号をいれます。
もう片方には、バッファ->RC充電回路->コンパレータ->XORのもう片方とします。

パルスのHがくると、XORの入力端子AにはすぐにHが来ますが、もう片方は、RCで充電されるまではコンパレータの入力端子BはHにならずLのままです。するとXORの出力はHになります。

RCの充電が完了するとコンパレータが動作してXORの入力端子BもHになるので出力はLになります。

今度入力信号がLになると、XORの端子AはLだけど、端子Bは先のHのままです。
バッファはLになったけどRCが放電されるまではコンパレータはHを出力するためです。

放電が完了したら今度は入力端子A,B共にLになるから出力もLになります。

ちなみにバッファは吸い込み、吐き出しともに同一である必要があるのでCMOSでないとうまく動きません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
ちょっとまだイメージがうまくできませんが、コンパレータ無しで何とかできないものでしょうか?部品点数を少なくしたいのです。
どうぞ、よろしくお願いします。

お礼日時:2006/09/05 16:35

抵抗と XOR を使ってスパイクを出す (クロックの立ち上がり/立ち下がりの両方でスパイクが出るのでスパイクの周波数は 2倍になる

) ってのは聞いたことがありますけど.... ロジック回路としては反則だし.
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Qデジタル回路だけでクロックを逓倍するには

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Aベストアンサー

No.1 です.

> ロジックだけで

の意味を厳密に言うのなら,ロジックには時間の概念がないので
逓倍(つまり新たにタイミングを作り出すこと)は
不可能だと思います.

先にゲートディレを利用する方法を紹介?しましたがこれは
厳密にはアナログ要素を利用したものであり
「ロジックのみ」ではありません.

しかしタイトルで「ディジタル回路のみで...」とあるので,
精度,安定性がさほど必要でないのなら,他の方法として
ゲートディレイ1段を利用し50~200MHz位を発振させて
「ディジタルPLL」を構成する方法も考えられます.
当然ジッタ(時間軸に対する変動)も発生します.

Qn逓倍回路を作りたいのですが・・・

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No6です。
どうやら、基礎的な研究しての実験あるいは予備実験のようですね。人手と時間をかけられるなら、手持ちの器材を活用して実験できる方法を考えられた方が良さそうです。
下の私の回答は、迅速に高精度の計測するとか、複雑に条件を変えて測定するといった計測装置を製作するというための解法です。
資料をセットすると所定の条件にあわせて連続的に計測される。データの収拾や処理も連動するとか・・・

既存のファンクションジェネレータが使用可能なようですが、それの周波数設定はどうなっていますか?
数値でセットする(デジタルシンセサイザ)タイプならば、2台にパソコン等から周波数の設定を逐次送れば済みます。
外部同期がかかるタイプ(PLLが内臓されている)ならば、基準周波数の発振器を用意して、これを適当に分周したパルス列に同期をかける(この部分がPLLでロックするということ)ことで済みます。
電圧で周波数を変えるタイプであれば、別にPLLを作って、この出力(PLLでは入力信号の位相の差が電圧で得られるので)を使って周波数を制御することになりますが・・・・
印加する周波数を短時間に連続して可変する必要が無ければ、2台の発振器を手動で同調(シンクロでリサージュ出してやれば簡単)させても良いはずです。

なお、通常のファンクションジェネレータは、数%~0.5%程度の歪みがあります。
これは、高調波となって実験の精度等に影響すると思います。波形に含まれる高調波の量や分布、高調波の影響の程度について調べておく必要があると思います。
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測定の前に、駆動される回路(コイル?)の端子部分で波形を観測して、よく検討おく必要がありそうです。

高調波の影響があまりシビアで無ければ、デジタル的に波形を(関数の計算で)生成して、DA変換する方法も捨てがたいと思います。
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なお、下の書き込みは勘違いがあります。パソコンのサウンド回路では(歪みなどはあまり問題にしないとしても)22kHzまでしか出力できませんね。別にDA回路を付ける必要があります。
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参考URL:http://www.cqpub.co.jp/term/multiply.htm

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こんにちは。
微分回路を通すと、立ち上がりで正方向、立下りで負方向(マイナス)のパルスが出ます。

これをダイオードブリッジで整流(両波整流)すると、振幅方向が両方とも正方向のパルスになります。

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Q周波数を10倍にして出力する回路はありますか?

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正確に10倍にする必要があるので、誤差はできるだけおさえたいと思っています。

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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

再度お邪魔します。

補則を読むと結構私の考えた方式で行き詰まっていたんですね。

入力と出力がかぶると処理が遅くなるのは想定していましたので、出力側のタイミングを1msec~10usecずらして出力するように、手を加えてみては如何でしょうか??

それでも可変なのでかぶる確率がありますが、その時は入力1クロック分だけ不安定になるかと思います。

ただ原因が入力と出力のタイミングがかぶったせいで無い場合は、出力タイミングをずらしても意味がないです。


予断です。
特定周波数をPICで出力させて、x分周で入力されたかをLCDで表示させる事は、1個のPICで出来ると思いますが・・・
74HC系・4000/4500系ICの動作チェックさせる、ICチェッカーを作ってWebで公開されている方がいました。
が、URLなど控えていませんので少し後悔しています。 (しかも、回路図からプログラムまで公開していました。)


入出力が逆で、x倍のクロックを出力させるのは、ちと骨が折れますね!!
お二方も気にしている5倍の正確なクロックが出せれば、あとは楽だと思います。 1つハードルを下げて実験するのも手だと思います。

PIC16F628Aは、20Mhzで動かしていますか??  12.8Mhzで動かして試してみては。

複雑になりますがPIC28Pinに変えて20Mhzで動かし、ベースクロックを別で12.8Mhz・4.194304Mhz・32.768khzのどれかでとり、時計を作成する要領で、分周にかける方法もあるかと思います。


再度、かなりプログラムは複雑になります。この方法だとPIC18Pinを2個にした方が良いかと思います。
ただデメリットは、PIC2個の通信タイムラグが吉と出れば良いのですが・・・

PICに限らず、AVR・H8・ARM他も考えてみる必要もあるかも(専門外ですが・・・)
トラ技雑誌で、PICでないマイコンでなんかあったような気がしますが、気のせいかも・・・

予断事を長々書いて、混乱させる事も多々書いてしまいましたね!!    お邪魔様でした。 m(_ _)m


  

再度お邪魔します。

補則を読むと結構私の考えた方式で行き詰まっていたんですね。

入力と出力がかぶると処理が遅くなるのは想定していましたので、出力側のタイミングを1msec~10usecずらして出力するように、手を加えてみては如何でしょうか??

それでも可変なのでかぶる確率がありますが、その時は入力1クロック分だけ不安定になるかと思います。

ただ原因が入力と出力のタイミングがかぶったせいで無い場合は、出力タイミングをずらしても意味がないです。


予断です。
特定周波数をPIC...続きを読む

Q電気モーターに負荷がかかったとき電流値が上がるのは何故

電気モーターに負荷がかかったとき電流値が自動的に上がって、ひどいときにはブレーカーが働いて電気が止まったりします。
何故負荷がかかると電流が大きくなるのか、優しく教えて下さい。

Aベストアンサー

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁界と回転子の間に滑りをもつ
事によってトルクを発生させて回っています。

ここまでわかったら、誘導電動機の滑り-トルク曲線は書けますよね?

ですから、外から力が加わると回転数が落ち(滑りが大きくなり)
トルクが大きくなってバランスする回転数で回ります。

フィードバック制御が無い場合は、ここで終わりです。

しかし、多くの場合回転数制御をするために、フィードバックが
ありますので、回転数が落ちるとトルクを大きくして、元の回転数に
戻そうと制御します。

方法は、回転磁界を速くして滑りを大きくするか、回転磁界の磁束
密度を大きくするかのどちらかです。

多くは、3Dマップによって周波数と磁束密度を制御しますが、
簡単にインバーターで周波数を上げて、回転磁界を速くしてやれば
回転が上がります。磁束密度を上げる場合は電流を増やすわけです
が、どちらの場合も多くのエネルギーを与えるますので、電圧が一定
ならば電流が増えます。

同期電動機も同じようなものです。

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁...続きを読む

QVHDL 立ち上がり 立ち下がり両方検出

VHDLで回路を記述する際に、立ち上がりと立ち下がりの両方を検出する際にはどうすればよいでしょうか?
立ち上がりだけなら
if CLK_2M'event and CLK_2M='1' then
とすればよいですが、立ち上がりと立ち下がりとなると、
if CLK_2M'event and CLK_2M='0' then
elsif CLK_2M'event and CLK_2M='1' then
と記述すると、うまくSynthesizeしてくれません。
また、
if CLK_2M'event then
if CLK_2M='1' then
elsif CLK_2M='0' then
と書いてもエラーを出してしまいます。

エラーの内容は1番目のコードの場合はCLK_2Mに関係無い内容ですが、念のため乗せておきます。
1番目の場合
Signal ANSOUT<0> cannot be synthesized, bad synchronous description.
ちなみにANSOUTというのはLEDに出力を出すためのsignalです
signal ANSOUT : std_logic_vector(7 downto 0);
LEDOUT <= ANSOUT; -- LEDOUTはLED出力用PIN
2番目の場合
line 39: unsupported Clock statement.

VHDLで回路を記述する際に、立ち上がりと立ち下がりの両方を検出する際にはどうすればよいでしょうか?
立ち上がりだけなら
if CLK_2M'event and CLK_2M='1' then
とすればよいですが、立ち上がりと立ち下がりとなると、
if CLK_2M'event and CLK_2M='0' then
elsif CLK_2M'event and CLK_2M='1' then
と記述すると、うまくSynthesizeしてくれません。
また、
if CLK_2M'event then
if CLK_2M='1' then
elsif CLK_2M='0' then
と書いてもエラーを出してしまいます。

エラーの内容は1番目のコー...続きを読む

Aベストアンサー

ここ3年以上VHDLを使っていないので、有効な回答か自信がありませんが……。

立ち下りまたは立ち上がりで同じ動作をさせるのであれば、
if CLK_2M'event then
で出力結果を記述すればいいと思うのですが、
違う動作をさせようと思うのなら、
if CLK_2M'event and CLK_2M='1' then

if CLK_2M'event and CLK_2M='0' then
を別々に記述すればいいと思います。

VHDLは順序処理を記述するのではなく、並列処理を記述する言語だということを思い出してください。

Qプルアップ抵抗値の決め方について

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか?

抵抗値を決めてからやっと、V=IRより流れる電流が決まるため、それから再度流れる電流と抵抗を調節していって電圧降下が0.9Vとなるように設定するのでしょうか。どうぞご助力お願いします。



以下、理解の補足です。
・理解その1
ふつう、こういう場合は抵抗値を計算するためには、電圧降下と抵抗に流れる電流が決まっていることが前提だと考えていました。V=IRを計算するためには、この変数のうち2つを知っていなければならないからです。
また、例えば5V/2Aの電源を使った場合、マイコン周りは電源ラインからの分岐が多いため、この抵抗に2A全てが流るわけではないことも理解しています。

電源ラインからは「使う電流」だけ引っ張るイメージだと理解しているのですが、その「使う電流」が分からないため抵抗値を決定できません。(ポート入力電流の最大定格はありますが…)


・理解その2
理解その1で書いたように、抵抗値を計算するためには、電圧降下と抵抗に流れる電流が必要だと理解しています。図2を例に説明します。Rの値を決めたいとします。
CD間の電圧降下が5Vであることと、回路全体を流れる電流が2Aであることから、キルヒホッフの法則より簡単にRの値とそれぞれの抵抗に流れる電流が分かります。今回の例もこれと同じように考えられないのでしょうか。

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか?

抵抗値を決めてからやっと、V=IRより流れる電流が決まるため、それから再度流れる電流と抵抗を調...続きを読む

Aベストアンサー

NO1です。

スイッチがONした時に抵抗に流れる電流というのは、最大入力電流や最大入力電圧
という仕様から読めば良いのでしょうか。
→おそらくマイコンの入力端子の電流はほとんど0なので気にしなくてよいと思われます。
入力電圧は5Vかけても問題ないかは確認必要です。

マイコンの入力電圧として0Vか5Vを入れたいのであれば、抵抗値は、NO3の方が
言われているとおり、ノイズに強くしたいかどうかで決めれば良いです。
あとは、スイッチがONした時の抵抗の許容電力を気にすれば良いです。
例えば、抵抗を10KΩとした場合、抵抗に流れる電流は5V/10kΩ=0.5mAで
抵抗で消費する電力は5V×0.5mA=0.0025Wです。
1/16Wの抵抗を使っても全く余裕があり問題ありません。
しかし、100Ωとかにしてしまうと、1/2Wなどもっと許容電力の大きい抵抗を
使用しなければいけません。
まあ大抵、NO3の方が書かれている範囲の中間の、10kΩ程度付けておけば
問題にはならないのでは?

Qマイナスの電圧ってどういう事でしょうか?

申し訳ありません。
基礎中の基礎かもしれませんが、忘れているのか、悩んでます。
まず電流や電圧にマイナスなんてものはあるのでしょうか?-500Vとか-500Aとか・・・
これはどういう事を示しているのでしょうか?

事の発端は、あるメーカの電位治療器というものを見たのです。
-500Vの直流電源によってマイナスの電界を作り、その中に人間が入る事によって治療を行なう。(つまりマイナスイオン化する?)
マイナスの電圧?それによってマイナスの電界?
どういう事なんでしょう?
それにマイナスの電界が発生するとなんで治療になるんだ?
と疑問が山積みです・・・

せめてマイナス電圧だけでもいいので教えていただけませんか?

Aベストアンサー

電圧 という意味なら押す方向が逆になってるだけ。(電池が逆)

言っているのはマイナスの電荷では?(マイナス電子の集合)

Qグランドにのるノイズ

24[V]供給のマイコンボードを製作しましたが信号波形にグランドノイズが乗っています。24[V]は安定化電源から供給しそれを電源回路で12[V], 5[V], 3.3[V]を生成しています。グランドにノイズが乗っているためどの部分の信号をみてもノイズが乗っていますが、グランドを外部の安定化電源のグランド端子につないで内部の信号を確認するとノイズはなくなります。よって内部回路のグランドにノイズが乗っていると判断できます。内部回路のグランドにノイズが乗る原因の特定になるのですが、どのように進めるべきか困っています。私は部品を一つ一つ交換して特定しようと考えているのですが、他に良いアイデアがありましたら連絡願います。

Aベストアンサー

> 部品を一つ一つ交換して特定しようと

部品に不良があるならこの方法で不良箇所が発見できるでしょう。
しかし、設計そのものに不備(「想定していなかった」も含む)が
あった場合は発見できないでしょう。

本来「グランド」同士は電圧変動がゼロなのが理想ですが、
現実には物理的距離、流れる電流、環境によって多少なりとも
差が現れます。
逆に言えば、低減する方法はあっても完全にゼロにするのはかなり困難だと
いうことです。
現実には、変動量が実使用に問題ないほど小さければそれでよいわけです。
過剰に押さえ込もうとすると実現できずにジレンマに陥ってしまいます。

基礎から考え直すのは効率が悪いので既知の現象を解説しましょう。

☆グランド線のインピーダンスが高くないか

グランド線は電源供給のリターン線であり、電源と同じ位の電流が流れます。
インピーダンス値が充分に低くないとここで電圧降下を発生します。
つまり、グランド線の両端に電位差を生じます。
ここでインピーダンスと言ったのは、「交流に対する抵抗」も
関係するからです。
デジタル回路に限りませんが、電流の流れ方が急激に変化する場合、
「直流に対する抵抗値」は低くても「交流に対する抵抗値」が高いと
電位差を生じます。
具体的には、太い導線で直流抵抗が低くても、長かったりどこかで巻いていたりして
インダクタンス値が高くなっている場合が該当します。

グランド線は太く短く、が基本です。試せるなら、
実際に交換できるのかを度外視して極端に太く短い導線に交換してみると
違いがはっきり現れます。
太い導線がなければ現状のものを2本、3本と並列に繋ぐことでも
効果を見られると思います。

単に直流抵抗を低くするには太い導線に変えばいいですが、
物理的距離を縮められない場合、インダクタンス値を下げられないことになります。
このような場合には、マイコンシステムがDC24Vを受け取った場所
(にパスコンがあると思いますが、こ)のパスコンの容量値を大きくし、また
タンタルコンデンサなどの高周波特性のよいコンデンサを並列に接続します。
価格はちょっと高いですが 電気二重層コンデンサ(商品名例 「OSコン」)が
オススメです。

グランド線のインピーダンスは変えられませんが、
瞬間的な電源供給はこのパスコンから行うことで
グランド線両端の電圧降下を防止します。

外来ノイズは...グランド線が極端に長いとか、郷電力を扱う機器が至近にあるとか、
放電加工機がある、などでなければ、まず心配ないと思います。
まずはグランド線のインピーダンス、パスコンを確認して下さい。

> 部品を一つ一つ交換して特定しようと

部品に不良があるならこの方法で不良箇所が発見できるでしょう。
しかし、設計そのものに不備(「想定していなかった」も含む)が
あった場合は発見できないでしょう。

本来「グランド」同士は電圧変動がゼロなのが理想ですが、
現実には物理的距離、流れる電流、環境によって多少なりとも
差が現れます。
逆に言えば、低減する方法はあっても完全にゼロにするのはかなり困難だと
いうことです。
現実には、変動量が実使用に問題ないほど小さければそれでよい...続きを読む


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