無安定マルチバイブレータ1

2石無安定マルチバイブレータの発振周期の計算に、0.69ＣＲという数値がよく出てくる。

この0.69の数値はln(2)の値で、一次遅れ回路において、初期値-Ｖ、入力ステップ電圧+Ｖを入れたときの、出力が0になる時間である。

実際のマルチバイブレータでは、コレクタ電圧が、タイミングコンデンサの充電のため、主時定数であるベース抵抗×タイミングコンデンサは、主時定数の10-50倍速い指数関数電圧で充電される。また、遷移の生じるタイミングはトランジスタのＶＢＥ電圧で発生するので、厳密には1次遅れ関数のステップ応答にはならない。

一次遅れ関数のステップ応答は、変数分離型微分方程式になるが、この辺をきちんと教えている電子回路教科書は少数派である。一次遅れ回路のステップ応答特性の計算は、電子回路の過渡応答特性計算のかなり簡単な場合である。

2石対称定数の無安定マルチバイブレータは、よく回路シミュレータの例題に使用される。現実の回路では、電源投入時の僅かな非対称性や、ノイズにより起動される。

回路シミュレータの解説記事では、コンデンサＣに初期値を設定することで起動させることが多いが、私は1％程度の時定数差を与え、かつ電源をステップ的に変化させることにより発振をさせる。

回路が完全対称、ノイズ0であれば、無安定マルチバイブレータは両トランジスタがＯＮの状態になる。

発振回路としては比較的易しいマルチバイブレータですら、このような解析上の問題点がある。

『人気blogランキング』の「自然科学」部門に参加しています。今日も貴重な1票をよろしくお願いします。【押す】