トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第４４８回］
●「ＴＲ７４Ｄ」の動作確認（４）オープンコレクタ
オープンコレクタについては［第４２６回］〜［第４３１回］でインバータＴＲ０５および２入力ＮＡＮＤゲートＴＲ０３について書きました。
その後［第４３９回］〜［第４４３回］でＤ型フリップフロップＴＲ３７３について書きました。
過去記事を確認してみたところＴＲ７４についてはオープンコレクタ回路にしてテストをしてはいませんでした。
ＴＲ７４は基本的にはＴＲ３７３と同じ回路なのですがＴＲ７４はバイナリカウンタとして利用することができるようにデータラッチ回路を前段と後段のペアにしたより複雑な回路構成になっています。
ＴＲ７４回路は当初の回路を簡略化するために一部のトランジスタをダイオードで置き換えたこともあってその新しい回路基板ができてきてからオープンコレクタについてテストしようと考えたからです。
基本的にはＴＲ３７３の回路と同じですからその回路をオープンコレクタ化したのと同じようにしてテストをしてみました。
下がその回路です。
ＲＳフリップフロップを構成するトランジスタを２ＳＣ１８１５のみにして２ＳＡ１０１５を４．７ＫΩ抵抗に置き換えました。
下がパーツを実装したプリント基板の写真です。
パーツを実装するときに２ＳＡ１０１５については抵抗で置き換えることも出来るように丸ピンソケット仕様にしました。
上の写真では焦点距離の関係で４．７ＫΩの抵抗がぼやけてしまいましたが２ＳＡ１０１５のエミッタとコレクタのところに抵抗を差していることがわかると思います。
下の写真は上のようにした状態で前回と同じテストを行なったときの波形です。
上側（ＣＨ１）はＣＫＩＮ入力（２ＭＨｚ）です。
下側（ＣＨ２）はＱ出力です。
Ｑ’＿出力とＤ入力をつなぐことでＣＫＩＮの１／２の周波数（１ＭＨｚ）がＱから出力されています。
Ｑ出力回路をオープンコレクタにしたために出力がＬからＨに変化するときに大きな遅れが出ています。
これはオープンコレクタとしては止むを得ないことです。
Ｑ出力の立ち上がりの遅れは２００ｎＳほどです。
その分Ｑ出力波形のＨ部分が細ります。
それでも構わないのでしたらＣＫＩＮに２ＭＨｚを入力しても使うことができます。
Ｑ出力の立ち上がりの遅れは入力周波数を低くしても変わりませんが入力クロックを低くすることで相対的に立ち上がりの遅れを目立たなくすることが可能になります。
ＣＫＩＮに１ＭＨｚを入力しました。
Ｑ出力の立ち上がりの遅れは同じですが出力のＨ部分のパルス幅と１周期の期間との比（デューティ比）は２ＭＨｚ入力のときよりもうんと改善されて５０％に近付きます。
Ｑ出力のＨパルス幅は８００ｎＳほどで１周期の期間は２０００ｎＳですからデューティ比は４０％になります。
ＣＫＩＮに５００ＫＨｚを入力しました。
Ｑ出力のＨパルス幅は１８００ｎＳほどで１周期の期間は４０００ｎＳですからデューティ比は４５％になります。
Ｑ出力の立ち上がりが遅れるのはＱ出力回路のＲＳフリップフロップをオープンコレクタにしているからです。
そこでそこだけをオープンコレクタにはせずにもとのままの２ＳＡ１０１５に戻してテストをしました。
Ｑ出力回路のＴ５を２ＳＡ１０１５に戻しました。
下はそのようにしたときの実装写真です。
先ほどの写真と比べてみてください。
ちょっと見にくいですが部品を実装したところの中央部分にあるソケットに抵抗の代わりにトランジスタを差してあります。
ＣＫＩＮに２ＭＨｚを入力しました。
Ｑ出力の立ち上がりがシャープになりました。
入力信号の立ち上がりからＱ出力の立ち上がりまでの遅れは５０ｎＳほどです。
ここまで書いてきて気が付きました。
前回のオープンコレクタではないＴＲ７４Ｄの動作テストではＱ出力の立ち上がりの遅れについては意識していませんでした。
そこで今回のオープンコレクタでの立ち上がりの遅れと比較するためにオープンコレクタではないときのＱ出力の立ち上がりについてもあらためて確認してみました。
こちらがその波形です。
Ｑ出力の立ち上がりの遅れは２５ｎＳほどであることが確認できました。
この差はＲＳフリップフリップ回路の一部がオープンコレクタであることからきていると思います。
それにしても通常の回路の遅れが２５ｎＳであるのに対してオープンコレクタでも５０ｎＳほどの遅れで済んでいることはオープンコレクタが意外に使えそうであることを示唆していると思います。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第４４８回］
２０２４．５．１２ｕｐｌｏａｄ
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