コンパレータを使ったマルチバイブレータの実験
発振器を構成する回路は様々なものがあります。とりわけ動作電圧、波形形状、発振周波数、
振幅電圧、安定度、温度ドリフトなどが最初に考慮するファクターではないでしょうか？
今回、とある装置に内蔵する発振素子（1,000円前後／個）が製造中止になる予定になっていて、それに代わる発振素子（回路）がないか相談を受け、「こんなものはどうか
」と言うものが見つかったので、勉強がわりに報告いたします。必要条件は以下の通りです。
※ 2023年現在、驚くほどに半導体不足が深刻化していて、LT1016の価格も1個あたり、1,000円以上もするようです。
なお現在、LINEAR_TECHNOLOGY社は、Analog Devioce社に合併吸収されています。
上記の条件を眺めると周波数がネックになり、例えば555のタイマーICで発振可能周波数はNational・Semiconductor社の
LMC555で3MHzが高いほうで、要求にマッチしません。また、発振させるだけであれば5MHz程度は難なく出来るのですが、周波数とデューティを共に
±20%可変できる条件になれば、別の回路が必要になります。
まず最初に手持ちの部品をあさり、コンパレータを探したところ、結構色々なものが出てきました。LM319、LM360、LM361、
TL712、AD790、LT1016・・・等が上記の条件で使えそうで、この内一番安く（105円
／個）、条件に近いもので、扱いやすそうなのがLT1016で、これを使うことにした。回路について色々悩んでいたら、LT1016
のデータシートからコンパレータによる発振回路を見つけました。
日本語情報は、残念ながら見つかりませんでした。確か昔に見たことがあるような？ないような？m(__)m
LT1016のデータシートありかは、こちら → アナログデバイス LT1016.pdf 英語版
早速部品を集め、ブレードボードで組み上げ動作させてみた所、あっさり動作しました。クリスタルを使っているので、安定度も期待できます。この回路で
20MHzまで動作することを確認しました。下の周波数も2MHzでの動作を確認しました。
左記の波形はクリスタルを10MHzのものを使った時の波形です。オーバーシュートやアンダーシュート、 リンギングなどが目立っているのは、ブレードボードでの組立や、リード線などの多用のためであり、小型に基板を使って製作すればもっときれいな波形になります。
さて上記の条件を満たす回路を考えなければなりません。書籍類をあさっているとNational・Semiconductor社のLMV339データシートから下記の左の回路を発見しました。
上記左の回路図を参考に、少しアレンジして右の回路図を考えました。基本的な考え方は同じなので、詳細についてはLMV339のデータシートを参考にしてクサださい。
この回路で色々実験した結果、条件を満たすための定数は右図の回路で、デューティを可変すると若干周波数が変化するので、その補正をする意味でVR1を付けました。これらの設定で周波数もデューティも
±20%以上の可変が可能です。
詳しいことはLMV339の日本語データシートに記されています。POS-Pulse・Widｔｈ＝C1×VR1×ln(2)≒118ns
動作波形を見てい行きますが、ブレードボードで組んでいることと、リード線等の多用で、波形の立ち上がりおよび立ち下がり部、平坦部には オーバーシュートやリンギングがありますが、発振回路の基本データとしてとらえているので、ありのままを掲載致します。
LMV339は、ここ で入手できます。日本語です。
※ 回路図には記していませんが、負荷にCR（10kと30pF）を付けて計測しています。
上記右写真は、ディーティ50%の波形です。結構使えそうです。
デューティ80% 波形デューティ20%波形
まあ、これで代用ができるかどうか、装置で試験してもらうよう、お願いしようと思います。面実装部品や金皮抵抗などを使い、基板を小型に作り
シールドを強化してやればかなりきれいな波形が期待できると思っています。
この回路で15MHzくらいまでなら何とか動作します。結構使えそうな気がしており、
何かケースに入れて見たくなりますね！！