3 パルス回路(マルチバイブレータ)


パルスとは、下図のように電位の高い状態(H)か電位の低い状態(L)かのどちらかの状態しかとらない波形をいう。
パルス波形

デジタル回路では、1または0の情報をこのHまたはLの状態に対応させて表現している。
パルス回路(マルチバイブレータ)とは、こうしたパルスを発生、整形、保持するものである。

3.1無安定マルチバイブレータ、パルス発生(オシレータ)
3.2単安定マルチバイブレータ、パルス整形(ワンショット)
3.3双安定マルチバイブレータ、パルス保持(フリップフロップ)

3.1 無安定マルチバイブレータ、パルス発生(オシレータ)

『無安定』とは、HまたはLのどちらにも安定しない、という意味で、無安定マルチバイブレータとは、このHまたはLの状態を繰り返し発生する回路(発振回路)である。
無安定状態

使いどころは、同期用の信号発生回路である。
トランジスタおよびICを用いた回路を下図に示す。
トランジスタを用いた無安定回路
ICを用いた無安定回路

ここで発生するパルスの周期は以下による。
パルス周期
T=T1+T2≒0.7×(C1×R1+C2×R2)
例えば、C1=C2=150μF、R1=R2=4.7KΩとすると、T=0.987≒1、すなわち周期1秒でHまたはLがそれぞれ0.5秒のパルスとなる。

3.2 単安定マルチバイブレータ、パルス整形(ワンショット)

『単安定』とは、常に一つの状態に安定している、という意味で、単安定マルチバイブレータとは、入力信号があった時、ある一定時間Hの状態になる以外は、通常Lの状態に安定している回路である。
単安定状態

使いどころは、波形整形、チャタリング防止、パルス遅延などである。
単安定の適用例

トランジスタおよびICを用いた回路を下図に示す。
トランジスタを用いた単安定回路
ICを用いた単安定回路

ここで発生するパルスの周期は以下による。
パルス周期
T≒0.7×C×R

専用ICとして、TTLでは74121、74122、74123などがある。
74121のピン配列と論理表を下図に示す。
74121

3.3 双安定マルチバイブレータ、パルス保持(フリップフロップ)

『双安定』とは、安定状態がHまたはLの両方にある、という意味で、双安定マルチバイブレータとは、入力信号があるごとに、HまたはLの状態に切り替わる回路である。
双安定状態

使いどころは、カウンタ(情報の記憶)で、例えばこれを4個用いて、0〜9の10進カウンタができる。
10進カウンタ
(注)FF: フリップフロップ。

トランジスタおよびICを用いた回路を下図に示す。
トランジスタを用いた双安定回路
ICを用いた双安定回路

専用ICとして、TTLでは7470、7472、7473、7474、7476、7478などがある。
7473のピン配列と論理表を下図に示す。
7473


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