図1 ではコメント・アウトしているので,理想のデバイス・モデルと入れ変えることによりシミュレーションできます. DD D(Rs=20 Cjo=5p) NP NPN(Bf=150 Cjc=3p Cje=3p Rb=10) 図4 は,具体的なデバイス・モデルへ入れ替えたシミュレーション結果で,Tank端子とOUT端子の電圧をプロットしました. 図3 の理想モデルを使用したシミュレーション結果と比べると, 図4 の発振周波数は,34MHzとなり,理想モデルの50MHzより周波数が低下することが分かります.また,OUTの波形は 図3 の波形より歪んだ結果となります.このようにLTspiceを用いて理想モデルと具体的なデバイス・モデルの差を調べることができます. 発振周波数が式1から誤差が生じる原因は,他にもあり,周辺回路のリードのインダクタンスや浮遊容量が挙げられます.実際に基板に回路を作ったときは,これらの影響も考慮しなければなりません. 図4 具体的なデバイス・モデルを使ったシミュレーション結果 図3と比較すると,発振周波数が変わり,OUTの波形が歪んでいる. ●バリキャップを使った電圧制御発振器 図5 は,周辺回路にバリキャップ(可変容量ダイオード)を使った電圧制御発振器で, 図1 のC 3 をバリキャップ(D 4 ,D 5)に変えた回路です.バリキャップは,V 2 の直流電圧で静電容量が変わるので共振周波数が変わります.共振周波数は発振周波数なので,V 2 の電圧で周波数が変わる電圧制御発振器になります. 図5 バリキャップを使った電圧制御発振器 注意点としてV 2 は,約1. 4V以上の電圧にします.理由として,バリキャップは,逆バイアス電圧に応じて容量が変わるので,V 2 の電圧がBias端子とTank端子の電圧より高くしないと逆バイアスにならないからです.Bias端子とTank端子の直流電圧が約1. 4Vなので,V 2 はそれ以上の電圧ということになります. 電圧 制御 発振器 回路单软. 図5 では「. stepコマンド」で,V 2 の電圧を2V,4V,10Vと変えて発振周波数を調べています. バリキャップについては「 バリキャップ(varicap)の使い方 」に詳しい記事がありますので, そちらを参考にしてください. ●電圧制御発振器のシミュレーション 図6 は, 図5 のシミュレーション結果で,シミュレーション終了間際の200ns間についてTank端子の電圧をプロットしました.
SW1がオンでSW2がオフのとき 次に、スイッチ素子SW1がオフで、スイッチ素子SW2がオンの状態です。このときの等価回路は図2(b)のようになります。入力電圧Vinは回路から切り離され、その代わりに出力インダクタLが先ほど蓄えたエネルギーを放出して負荷に供給します。 図2(b). SW1がオフでSW2がオンのとき スイッチング・レギュレータは、この二つのサイクルを交互に繰り返すことで、入力電圧Vinを所定の電圧に変換します。スイッチ素子SW1のオンオフに対して、インダクタLを流れる電流は図3のような関係になります。出力電圧Voutは出力コンデンサCoutによって平滑化されるため基本的に一定です(厳密にはわずかな変動が存在します)。 出力電圧Voutはスイッチ素子SW1のオン期間とオフ期間の比で決まり、それぞれの素子に抵抗成分などの損失がないと仮定すると、次式で求められます。 Vout = Vin × オン期間 オン期間+オフ期間 図3. スイッチ素子SW1のオンオフと インダクタL電流の関係 ここで、オン期間÷(オン期間+オフ期間)の項をデューティ・サイクルあるいはデューティ比と呼びます。例えば入力電圧Vinが12Vで、6Vの出力電圧Voutを得るには、デューティ・サイクルは6÷12=0. 5となるので、スイッチ素子SW1を50%の期間だけオンに制御すればいいことになります。 基準電圧との比で出力電圧を制御 実際のスイッチング・レギュレータを構成するには、上記の基本回路のほかに、出力電圧のずれや変動を検出する誤差アンプ、スイッチング周波数を決める発振回路、スイッチ素子にオン・オフ信号を与えるパルス幅変調(PWM: Pulse Width Modulation)回路、スイッチ素子を駆動するゲート・ドライバなどが必要です(図4)。 主な動作は次のとおりです。 まず、アンプ回路を使って出力電圧Voutと基準電圧Vrefを比較します。その結果はPWM制御回路に与えられ、出力電圧Voutが所定の電圧よりも低いときはスイッチ素子SW1のオン期間を長くして出力電圧を上げ、逆に出力電圧Voutが所定の電圧よりも高いときはスイッチ素子SW2のオン期間を短くして出力電圧Voutを下げ、出力電圧を一定に維持します。 図4. スイッチング・レギュレータを 構成するその他の回路 図4におけるアンプ、発振回路、ゲートドライバについて、もう少し詳しく説明します。 アンプ (誤差アンプ) アンプは、基準電圧Vrefと出力電圧Voutとの差を検知することから「誤差アンプ(Error amplifier)」と呼ばれます。基準電圧Vrefは一定ですので、分圧回路であるR1とR2の比によって出力電圧Voutが決まります。すなわち、出力電圧が一定に維持された状態では次式の関係が成り立ちます。 例えば、Vref=0.
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) 式2より「ω=2πf」なので,共振周波数を表す式は,(a)の式となり,Tank端子が共振周波数の発振波形になります.また,Tank端子の発振波形は,Q 4 から後段に伝達され,Q 2 とQ 3 のコンパレータとQ 1 のエミッタ・ホロワを通ってOUTにそのまま伝わるので,OUTの発振周波数も(a)の式となります. ●MC1648について 図1 は,電圧制御発振器のMC1648をトランジスタ・レベルで表し,周辺回路を加えた回路です.MC1648は,固定周波数の発振器や電圧制御発振器として使われます.主な特性を挙げると,発振周波数は,周辺回路のLC共振回路で決まります.発振振幅は,AGC(Auto Gain Control)により時間が経過すると一定になります.OUTからは発振波形をデジタルに波形整形して出力します.OUTの信号はデジタル回路のクロック信号として使われます. ●ダイオードとトランジスタの理想モデル 図1 のダイオードとトランジスタは理想モデルとしました.理想モデルを用いると寄生容量の影響を取り除いたシミュレーション結果となり,波形の時間変化が理解しやすくなります.理想モデルとするため「」ステートメントは以下の指定をします. DD D ;理想ダイオードのモデル NP NPN;理想NPNトランジスタのモデル ●内部回路の動作について 内部回路の動作は,シミュレーションした波形で解説します. 図2 は, 図1 のシミュレーション結果で,V 1 の電源が立ち上がってから発振が安定するまでの変化を表しています. 図2 図1のシミュレーション結果 V(agc):C 1 が繋がるAGC端子の電圧プロット I(R 8):差動アンプ(Q 6 とQ 7)のテール電流プロット V(tank):並列共振回路(L 1 とC 3)が繋がるTank端子の電圧プロット V(out):OUT端子の電圧プロット 図2 で, 図1 の内部回路を解説します.V 1 の電源が5Vに立ち上がると,AGC端子の電圧は,電源からR 13 を通ってC 1 に充電された電圧なので, 図2 のV(agc)のプロットのように時間と共に電圧が高くなります. AGC端子の電圧が高くなると,Q 8 ,D1,R7からなるバイアス回路が動き,Q 8 コレクタからバイアス電流が流れます.バイアス電流は,R 8 の電流なので, 図2 のI(R 8)のプロットのように差動アンプ(Q 6 ,Q 7)のテール電流が増加します.
差動アンプは,テール電流が増えるとゲインが高くなります.ゲインが高くなると 図2 のV(tank)のプロットのようにTank端子とBias端子間の並列共振回路により発振し,Q 4 のベースに発振波形が伝わります.発振波形はQ 4 からQ 5 のベースに伝わり,発振振幅が大きいとC 1 からQ 5 のコレクタを通って放電するのでAGC端子の電圧は低くなります.この自動制御によってテール電流が安定し,V(tank)の発振振幅は一定となります. Q 2 とQ 3 はコンパレータで,Q 2 のベース電圧(V B2)は,R 10 ,R 11 ,Q 9 により「V B2 =V 1 -2*V BE9 」の直流電圧になります.このV B2 の電圧がコンパレータのしきい値となります.一方,Q 4 ベースの発振波形はQ 4 のコレクタ電流変化となり,R 4 で電圧に変換されてQ 3 のベース電圧となります.Q 2 とQ 3 のコンパレータで比較した電圧波形がQ 1 のエミッタ・ホロワからOUTに伝わり, 図2 のV(out)のように,デジタルに波形整形した出力になります. ●発振波形とデジタル波形を確認する 図3 は, 図2 のシミュレーション終了間際の200ns間について,Tank端子とOUT端子の電圧をプロットしました.Tank端子は正弦波の発振波形となり,発振周波数をカーソルで調べると50MHzとなります.式1を使って,発振周波数を計算すると, 図1 の「L 1 =1μH」,「C 3 =10pF」より「f=50MHz」ですので机上計算とシミュレーションの値が一致することが分かりました.そして,OUTの波形は,発振波形をデジタルに波形整形した出力になることが確認できます. 図3 図2のtankとoutの電圧波形の時間軸を拡大した図 シミュレーション終了間際の200ns間をプロットした. ●具体的なデバイス・モデルによる発振周波数の変化 式1は,ダイオードやトランジスタが理想で,内部回路が発振周波数に影響しないときの理論式です.しかし,実際はダイオードとトランジスタは理想ではないので,式1の発振周波数から誤差が生じます.ここでは,ダイオードとトランジスタへ具体的なデバイス・モデルを与えてシミュレーションし, 図3 の理想モデルの結果と比較します. 図1 のダイオードとトランジスタへ具体的なデバイス・モデルを指定する例として,次の「」ステートメントに変更します.このデバイス・モデルはLTspiceのEducationalフォルダにある「」中で使用しているものです.
水晶振動子 水晶発振回路 1. 基本的な発振回路例(基本波の場合) 図7 に標準的な基本波発振回路を示します。 図7 標準的な基本波発振回路 発振が定常状態のときは、水晶のリアクタンスXe と回路側のリアクタンス-X 及び、 水晶のインピーダンスRe と回路側のインピーダンス(負性抵抗)-R との関係が次式を満足しています。 また、定常状態の回路を簡易的に表すと、図8の様になります。 図8 等価発振回路 安定な発振を確保するためには、回路側の負性抵抗‐R |>Re. であることが必要です。図7 を例にとりますと、回路側の負性抵抗‐R は、 で表されます。ここで、gm は発振段トランジスタの相互コンダクタンス、ω ( = 2π ・ f) は、発振角周波数です。 2. 負荷容量と周波数 直列共振周波数をfr 、水晶振動子の等価直列容量をC1、並列容量をC0とし、負荷容量CLをつけた場合の共振周波数をfL 、fLとfrの差をΔf とすると、 なる関係が成り立ちます。 負荷容量は、図8の例では、トランジスタ及びパターンの浮遊容量も含めれば、C01、C02及びC03 +Cv の直列容量と考えてよいでしょう。 すなわち負荷容量CL は、 で与えられます。発振回路の負荷容量が、CL1からCL2まで可変できるときの周波数可変幅"Pulling Range(P. R. )"は、 となります。 水晶振動子の等価直列容量C1及び、並列容量C0と、上記CL1、CL2が判っていれば、(5)式により可変幅の検討が出来ます。 負荷容量CL の近傍での素子感度"Pulling Sensitivity(S)"は、 となります。 図9は、共振周波数の負荷容量特性を表したもので、C1 = 16pF、C0 = 3. 5pF、CL = 30pF、CL1 = 27pF、CL2 = 33pF を(3)(5)(6)式に代入した結果を示してあります。 図9 振動子の負荷容量特性 この現象を利用し、水晶振動子の製作偏差や発振回路の素子のバラツキを可変トリマーCv で調整し、発振回路の出力周波数を公称周波数に調整します。(6)式で、負荷容量を小さくすれば、素子感度は上がりますが、逆に安定度が下がります。さらに(7)式に示す様に、振動子の実効抵抗RL が大きくなり、発振しにくくなりますのでご注意下さい。 3.
スポンサードリンク 正月の準備というと「しめ飾り」や「おせち」等ですが、中でも欠かせないのが鏡餅です。 鏡餅というと、スーパーで売られている物を買う人がほとんどですよね。 よくみる鏡餅は、餅とみかんの組み合わせがほとんどです。 一般的な組み合わせの他に、「するめ」や「昆布」などの組み合わせもあります。 するめや昆布などを飾ると縁起が良いらしいです。 具体的にどう飾ればいいのか、何を飾ればいいのか分かりませんよね。 私も今まで市販の鏡餅の飾りしかないと思っていました。 本記事は、鏡餅のするめや昆布の飾り方や意味などを紹介します。 鏡餅の飾り方や必要なものを詳しく解説!
お正月を迎えるにあたって玄関周りに飾りをつけたり、鏡餅を準備しますね。 ここでは鏡餅にするめを飾る場合についてお伝えします。 目次 スポンサードリンク 鏡餅でするめを飾る意味とは? 鏡餅は一番大切にしている新米を使ってお餅をつき、古来から宝物の象徴の鏡の形に似せた丸型に丸め、二つ重ね、神様に感謝して、来る年の豊作や幸せを祈るお供えとして飾っていました。 一緒に飾るものも縁起を担いだものです。 ではするめにはどのような意味があるのでしょうか? 古くするめは「寿留女」とも書き、幸せが長くとどまる・長寿・良縁・良妻を表しています。 また日持ちが長いので、よいことが続くことやもう1つお金のことを「お足」ということから足が多いイカは金運がよいともされていました。 そのためにするめを飾る地域があるのでしょうね。 またするめは「よろこぶ」の語呂合わせの昆布といっしょに飾ることも多いです。 その他の飾り物の言われも上げておきます。 扇・・・形が末広がりなので、末永く繁栄する願いがこめられています。 海老・・・形になぞられて腰が曲がるまで長生きという長寿の願いがこめられています。 裏白・・・葉が左右対称で対になっているので、夫婦円満を意味し、また表が緑で裏が白のため裏表のない清廉潔白を意味します。 ゆずり葉・・・新しい葉が成長してから古い葉が落ちることから親から子へ家を譲れるようのとの願いがこめられています。 また飾る、飾らないという地域差がありますが、 橙・・・長いこと実をつけて木になっていることから長寿や先祖代々続く願いがこめられています。 串柿・・・柿は「嘉来」と書いて喜びと幸せが来る縁起物とされて飾っています。 スポンサードリンク 鏡餅にするめを飾る地域はどこ?
現今に至っては、鏡餅をわざわざ作らなくてもすでに作られたものが商品として、スーパーマーケットなどの店頭で売られているので、あとはそれを決めた場所に置くだけで済みます。 しかし、正月飾りをするのは年にたった1回、新鮮かつ爽快な気持ちで活力に満ちた、魅力あふれる1年にするために、騙されたと思って1度、鏡餅を自作してみたり飾り付けてみたりしませんか? 実は鏡餅には飾り付け方1つにしても、その1つ1つにこぅぉ〜〜〜〜〜〜んな・・重大な意味が隠されていたんです。 ふぅ 以下では鏡餅の飾り方の順番や鏡餅をどうして2段、3段にして飾るのか?などの重大な謎についてせまってみたいと思います。 ウフ 鏡餅の飾り方・飾る順番 鏡餅を飾る時は三宝(さんぽう)という木製の台を用意して、その上に紅白の紙垂(しで)もしくは御幣(ごへい)を敷き、さらにその上に裏白を敷きます。 この裏白の上に奉書紙(ほうしょし)もしくは四方紅(しほうべに)、そしてその上に鏡餅を置きます。 鏡餅の上には串ざしにした干し柿と、一番上には橙(だいだい)や飾り扇を付けて一応の完成です。 この順番をまとめると以下のようになります。 鏡餅を祀る順番(下から) 1(一番下):三方(さんぽう/三宝) 2:四方紅(しほうべに)、奉書紙(ほうしょがみ) 3:裏白(うらじろ) 4:御幣(ごへい)、紙垂(しで/四手) 5:お餅(2段or3段) 6:昆布、半紙 ※地域や家庭内の事情による 7:譲葉(ゆずり葉) ※地域や家庭内の事情による 8:串柿、スルメ 9(一番上):橙(だいだい)、もしくは蜜柑(ミカン) 10(一番上):扇・末広(すえひろ) ※地域や家庭内の事情による 三方の飾り方や三方を飾ることに意味はあるのか? 「三方」とは神道で用いる神饌(しんせん)を供する時に使用する神具です。「三宝(さんぽう)」とも書きます。ウフ 三方と呼ばれる理由は、台の3方向に「眼像(くりかた)」と呼ばれる穴ボコが開いていることから三方と呼ばれています。 三方は古来、高貴な人の配膳に使用された歴史があることから、その流れで高貴という意味合いで神へ神饌を供する際にも使用されることになります。 四方紅、奉書紙 四方紅とは、その言葉の通り、正方形の白紙(おもに奉書紙)の四方の縁(ふち)を赤く(紅色に)塗った紙です。天地四方に拝して災いを祓い、1年の繁栄を祈念するものです。 なお、本来は四方紅の方がご利益の面で良いとされるのですが、なければ白紙の奉書紙(ほうしょがみ)でも構いません。 裏白の飾り方や裏白を敷く理由 ところで・・「裏白」とは?
武家では、「三献の儀」とって祝い事があると「打ち鮑」や「勝栗」「昆布」が飾り付けられました。これらは戦勝祝いや良縁を呼び込むために用いられたものであり、「敵を打ち、敵に勝ち、→よろこぶ」の意味合いがあります。 やがて、めでたい正月の日でも三献を三宝に乗せて神仏へお供えされるようになり、このあたりから鮑の代用としてスルメが用いられるようになっています。 スルメを用いる地域や家庭はごく少数ですが、地域によっては現在でもスルメを用いる家庭もあります。 譲葉(ゆずり葉) ゆずり葉の名前の由来は新しい芽が出てきたら、前の古い葉はポトっと落っこちるので、この様子を人間社会に例えて親から→子へと引き継がれることを意味します。 これすなわち「家系が存続する」=「一家永続」=「一家繁栄」などのご利益があるとされ、古来、縁起が良いものとして正月などのハレの日に飾りつけられます。 スポンサードリンク -Sponsored Link- 串柿 柿を別の漢字で書けば「嘉来(かき)」とも書くことができます。意味合いとしては「嘉(福・めでたいこと)」が「来」る・・などの意味合いがあります。 串柿に干し柿を用いる理由とは?
お正月の準備に鏡餅は欠かせませんよね。 お正月には縁起も担ぎたい。鏡餅にするめや昆布を飾ると縁起が良いなんて聞きますが、どんなふうに飾るのが正しいか知らないって人も多いのではないでしょうか。最近は市販のお飾りをパックを買う人も多いので特にその傾向がありますよね。むろん我が家もそうなんですが^_^; そこで今回は、覚えておきたい鏡餅の飾り方について、鏡餅にするめや昆布って飾る必要があるのか、するめや昆布を飾る意味と一緒にご紹介します。 鏡餅にするめや昆布を飾る飾り方は?必要なの? 最近では、真空パックされた市販の鏡餅も売っているのでわざわさ自分の家でお餅をつくことも少なくなりました。 一般的には鏡餅を飾るのには、半紙を敷いて、うらじろを敷いて、重ねたお餅を置いて橙又は葉付きみかんを乗せるぐらいです。 するめや昆布があればそれだけ縁起も良くなりますが、絶対に必要というわけでもないので無ければ無いで大丈夫 です。 鏡餅を飾るという行為が大切なのです。 でもこの際、きちんとした鏡餅の飾り方を覚えておいても良いかもしれません。 鏡餅を飾るのに最適な場所とは?
昆布はおめでたい料理などにも良く使われるとても縁起のいい食べ物です。 昆布は昔から広布(ひろめ)と呼ばれていて、 「喜びが広がる」など縁起の良い意味 として使われています。 他にも、 「喜ぶ=よろこんぶ」のような語呂合わせや、「子生(こぶ)=子が生まれる」など子宝を願う気持ち も込められています。 そんな縁起が良いことが盛りだくさんな昆布ですが、昔は蝦夷(えぞ)で取れていたことから夷子布(えびすめ)とも呼ばれていたそうです。 七福神の恵比寿さまにあやかって、「福が授かる」という意味合いもあるとされている説もあります。 昆布を飾り終えたら、出汁を取ったりするのに使うのが一般的です。 するめと同様、出汁を取り終えたら切って料理に使えます。 千切りにしてかつお節と炒めて、醤油とみりんを入れて煮詰めれば甘露煮風の一品が出来上がります。 まとめ 鏡餅の飾り方一つとっても地域などによって大分違くなりますね。 最近は、市販で売られているものを買ってくれば良いのできちんとした飾り方があるのは知りませんでした。 買ってきたものをただ飾るだけでなく、きちんとした飾り方をしたいですね。 お正月の飾りについてはこちらの記事もおすすめです。 ⇒ お正月の縁起物門松の意味は?どこにいつ飾るものなの? !