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. 電圧 制御 発振器 回路边社. )"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.
■問題 IC内部回路 ― 上級 図1 は,電圧制御発振器IC(MC1648)を固定周波数で動作させる発振器の回路です.ICの内部回路(青色で囲った部分)は,トランジスタ・レベルで表しています.周辺回路は,コイル(L 1)とコンデンサ(C 1 ,C 2 ,C 3)で構成され,V 1 が電圧源,OUTが発振器の出力となります. 図1 の発振周波数は,周辺回路のコイルとコンデンサからなる共振回路で決まります.発振周波数を表す式として正しいのは(a)~(d)のどれでしょうか. 図1 MC1648を使った固定周波数の発振器 (a) (b) (c) (d) (a)の式 (b)の式 (c)の式 (d)の式 ■ヒント 図1 は,正帰還となるコイルとコンデンサの共振回路で発振周波数が決まります. (a)~(d)の式中にあるL 1 ,C 2 ,C 3 の,どの素子が内部回路との間で正帰還になるかを検討すると分かります. ■解答 (a)の式 周辺回路のL 1 ,C 2 ,C 3 は,Bias端子とTank端子に繋がっているので,発振に関係しそうな内部回路を絞ると, 「Q 11 ,D 2 ,D 3 ,R 9 ,R 12 からなる回路」と, 「Q 6 とQ 7 の差動アンプ」になります. まず,Q 11 ,D 2 ,D 3 ,R 9 ,R 12 で構成される回路を見ると,Bias端子の電圧は「V Bias =V D2 +V D3 =約1. 4V」となり,直流電圧を生成するバイアス回路の働きであるのが分かります.「V Bias =V D2 +V D3 =約1. 4V」のV D2 がダイオード(D 2)の順方向電圧,V D3 がダイオード(D 3)の順方向電圧です.Bias端子とGND間に繋がるC 2 の役割は,Bias端子の電圧を安定にするコンデンサであり,共振回路とは関係がありません.これより,正解は,C 2 の項がある(c)と(d)の式ではありません. 次に,Q 6 とQ 7 の差動アンプを見てみます.Q 6 のベースとQ 7 のコレクタは接続しているので,Q 6 のベースから見るとQ 7 のベース・コレクタ間にあるL 1 とC 3 の並列共振回路が正帰還となります.正帰還に並列共振回路があると,共振周波数で発振します.共振したときは式1の関係となります. ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) 式1を整理すると式2になります.
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.
6VとしてVoutを6Vにしたい場合、(R1+R2)/R2=10となるようR1とR2の値を選択します。 基準電圧Vrefとしては、ダイオードのpn接合で生じる順方向電圧ドロップ(0. 6V程度)を使う方法もありますが、温度に対して係数(kT/q)を持つため、精度が必要な場合は温度補償機能付きの基準電圧生成回路を用います。 発振回路 発振回路は、スイッチング動作に必要な一定周波数の信号を出力します。スイッチング周波数は一般に数十KHzから数MHzの範囲で、たとえば自動車アプリケーションでは、AMラジオの周波数帯(日本では526. 5kHzから1606.
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. 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.
図6 よりV 2 の電圧で発振周波数が変わることが分かります. 図6 図5のシミュレーション結果 図7 は,V 2 による周波数の変化を分かりやすく表示するため, 図6 をFFTした結果です.山がピークになるところが発振周波数ですので,V 2 の電圧で発振周波数が変わる電圧制御発振器になることが分かります. 図7 図6の1. 8ms~1. 9ms間のFFT結果 V 2 の電圧により発振周波数が変わる. 以上,解説したようにMC1648は周辺回路のコイルとコンデンサの共振周波数で発振し,OUTの信号は高周波のクロック信号として使います.共振回路のコンデンサをバリキャップに変えることにより,電圧制御発振器として動作します. ■データ・ファイル 解説に使用しました,LTspiceの回路をダウンロードできます. ●データ・ファイル内容 :図1の回路 :図1のプロットを指定するファイル MC1648 :図5の回路 MC1648 :図5のプロットを指定するファイル ■LTspice関連リンク先 (1) LTspice ダウンロード先 (2) LTspice Users Club (3) トランジスタ技術公式サイト LTspiceの部屋はこちら (4) LTspice電子回路マラソン・アーカイブs (5) LTspiceアナログ電子回路入門・アーカイブs (6) LTspice電源&アナログ回路入門・アーカイブs (7) IoT時代のLTspiceアナログ回路入門アーカイブs (8) オームの法則から学ぶLTspiceアナログ回路入門アーカイブs
誕生日に手書きのメッセージカードを 家族や恋人、友人など大切な人の誕生日に贈るプレゼント。プレゼントだけでも素敵ですが、メッセージカードを添えればもっと喜んでくれるはず。 そこで、心温まる手作りの誕生日カードや、デザインの凝った市販のものなど、おしゃれな誕生日カードを集めてみました。ぜひ、相手に思いを伝えてみてくださいね。 *誕生日カード20選* 世界に一つだけ♪「手作りのカード」のアイデア集 クラフトパンチとリボンで花束風のデザインに 出典: 色の付いた厚紙をクラフトパンチで切り抜いて、花束のように。花をカードに貼るときには、丸くくり抜いた別の紙をガイドにするときれいに配置できますよ。 プレゼントボックスを付けて立体的に 出典: キルト芯を中に詰めて厚みを出したプレゼントボックスをカードに貼り付け。荷札はそのまま貼るのではなく、紅茶やコーヒーで染めておくとシャビーな雰囲気を出せます。 画用紙と刺繍糸で「紙刺繍」のカード 出典: 温かみのある仕上がりが魅力の紙刺繍。あらかじめ開けた穴に糸を通していくので、刺繍をやったことが無い人でも大丈夫!
まず、 ベースとなる台紙 から作っていきます。 大きさは自由ですが、広げた時にA5サイズぐらいが作りやすいでしょう。 今はカットしなくてもA5サイズの画用紙が売っているのでそれを使ってもいいですね。 ベースは2枚使います。 一つはポップアップの仕掛けを作るほう。もう一つは外側のカバーになるほうです。 2. まずは 内側の仕掛け を作るほうから作っていきましょう。 半分に折った画用紙の折れた部分を手前にするように持ち、少し細目にカットします。 小さいお子さんであれば先に鉛筆などでカットする線を引いてあげるといいですね。 あまり細すぎても難しいので、そこはお子さんの慣れ具合にあわせてあげましょう。 3. 2. がカットできたら、切り込んだ先を折ります。 折った部分を内側に入れるようにあとをつけましょう。 そこに後から風船をつけるのですが、 風船をつける数によって切り込みの数を増やす といいですね。 4. お好みのカットがすんだら、今度は 外側の台紙と張り合わせ ましょう。 5. 続いては 風船 部分を作ります。 色画用紙などに風船を書いてカットしていきましょう。風船にイラストや文字を書いてもいいですね。 お子さんのセンスやアイデアにまかせて、お好きな数の風船を作ってください。 後から先ほどの折り込みに貼り付けますので、 風船のサイズに注意 しましょう。 この時、 折りたたんだカードの外側に出ないよう に、大人の方が一緒に見てあげてくださいね。 6. 風船のパーツができたら、先ほどの 折り込みの部分に貼り付け ます。 先ほどの切り込みが細くできた方はその部分を風船の持ち手にすればいいですし、太くなってしまった場合はそこにひもを書き入れてもOK。 7. 6. 「保育＊カード＊誕生会」のアイデア 24 件【2021】 | カード 手作り, 誕生日カード手作り飛び出す, 誕生カード. ができたら、 折り込みの上部分に風船のパーツをのりで貼り付け ましょう。 ここまで来たら、もうポップアップ部分は完成です。 あとはお子さんが好きなように絵やメッセージ、シールやマスキングテープ、折り紙などを使って装飾してもらってください。 8. これで風船をモチーフにしたポップアップカードの出来上がりです。 多少形がいびつだったり、カット線が曲がっていたりは問題なし!
「そうは言っても不器用な私には難しいかも……」 「センスに自信がないけど良いものは作りたい!」 そんな悩めるみなさんの味方になるのがココナラ! ココナラでは、数あるバースデーカードの出品者の中から、自分の目的にあった人を選ぶことができます。 世界に一つだけのオリジナルデザインカードで、あなたのお子さんの誕生日を、より特別なものに彩りましょう! 子どもでも簡単に作れる！手作り誕生日カードのアイデア特集 - ココナラマガジン. 【大切な人へ】オリジナルのメッセージカード作ります オリジナルのメッセージカード作ります 本人の写真+イラスト付きで世界で一つだけのカードデザイン 【オシャレ!】バースデーカード制作 オシャレなバースデーカード作ります ハンドレタリングで世界に一つのデザイン!記憶に残る記念日に。 【初心者に最適◎】オリジナルカードデザインします 大切なあの人へ…♪オリジナルカードデザインします お誕生日、クリスマス、節目のご挨拶、お祝い事など♪ 【大切なあの方へ】温もりのあるオリジナルカード お誕生日. 結婚祝いetc♪メッセージカード作ります 大切なあの方へ、温もりのあるオリジナルカードを送りませんか♪ 編集部 素敵なバースデーカードで子供の誕生日を特別な日にしよう 一生に一度しかないその年の誕生日を、鮮明な思い出として残してくれる、バースデーカード。 手作りならより一層気持ちが伝わる素敵なプレゼントになるでしょう。 この機会に、愛するお子さんのためにとっておきのデザインの贈り物をしてみませんか?
1314) on Instagram: "ロールケーキのメッセージカード🍰 前に作成した物をちょっとアレンジ… #メッセージカード #メッセージカード手作り #ペーパークラフト #ペーパークラフト手作り #ハンドメイド…" ★プレゼントどうぞカード★壁面飾り 保育園 幼稚園 誕生日 SET ★プレゼントどうぞカード★壁面飾り 保育園 幼稚園 誕生日 SET プレゼントどうぞのスタンドカード。誕生日カードの出品です。2枚セットの価格です。手に持ったプレゼントをめくると、メッセージが現れます。自立させて飾っておけるカードです。この
保育園では、毎月その月のお誕生日の子たちのお誕生日会をしているところは多いですね。 みんなでハッピーバースデーを歌って、誕生日カードや手作りのメダルなどをプレゼントする…それだけでも、祝ってもらう子供たちも、そして祝う側の子供たちも、素敵な笑顔を見せてくれます。 こちらでは、簡単に作れて、かつ子供たちが思わず大声を上げてしまうような、可愛いポップアップカードの作り方をご紹介します。 定番ポップアップカードはコレ!! お誕生日カードをポップアップカードで手作りするなら、やはり定番の、「プレゼント」、「ケーキ」といったデザインが人気です。 一番簡単で基本的な作り方としては、二つ折りしたカード台紙の折り曲げた辺の2か所に切り目を入れ、切込み部分を内側に折り返すというもの。 折り返したところに、好きなイラスト(プレゼントやケーキ)を貼り、周りに文字やイラストをちりばめれば、定番ポップカードの完成です。 これでも十分、可愛くできちゃいます♪ ポップアップカードをワンランクアップさせる秘訣!