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！
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
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！
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
［第３３８回］
●まだ考え不足でした
ＴＲ１２６は最初に作った試作基板ではトランジスタが逆接続状態になることがわかったため出力回路にダイオードを追加するという変更を行なってプリント基板を作り直しました。
しかしそのダイオードを追加した回路は賢い回路ではないことに気が付きました。
そこで前回は再度回路を変更して、念のためにそのように変更した回路が期待した通りに働くかどうかを旧基板を改造して実際に動作テストをして確認しました。
ホームページの記事は回路図を作成したり写真を撮ったりするのでどうしても実際の出来事よりも遅れて書くことになります。
ＴＲ１２６の再度の回路変更についてはまだ前回書いたばかりですが、実際にはすでにそのように回路を変更したプリント基板を発注済でそのプリント基板も数日前にできあがってきていました。
こちらが出来てきた新しいプリント基板です。
前回書きましたように、変更した回路は動作テスト済みなのですが、できあがってきた基板をテストしないわけにはいきません。
念のために部品を実装して電源を入れたところ、まさかの事態が発生してしまいました。
旧基板を利用して改造したテスト回路では問題なく動作したのですが、新しくできてきた基板に部品を実装して電源を入れたところ、入力になにもつながない状態では出力がハイインピーダンスになってしまいます。
その状態では入力回路のプルアップ抵抗が利いているので入力Ａも入力Ｅも１になるはずで、それなら出力Ｘも１になるはずです。
確かに入力表示用の青色ＬＥＤは点灯しているのですが出力表示用の赤色ＬＥＤは消えたままです。
前回書きましたように当初Ｅ入力回路のプルアップ抵抗は３ＫΩだったのですが設計変更の結果、Ａ入力と同じ４．７ＫΩに変更しました。
実は旧基板を改造して動作テストをしたときにはプルアップ抵抗は３ＫΩのままテストしたのでした。
まさかと思ってそれを４．７ＫΩに変更してまでのテストはしていませんでした。
その時点でプルアップ抵抗を４．７ＫΩに変更してテストをしていたら、無駄な基板を作ってそこに部品を実装するという部品の無駄と時間の無駄を避けることもできたはずなのですが。
問題はプルアップ抵抗の値ではなくて、もっと根本的なところにあったのですが、この時点ではまだ根本的な考え違いには気が付いていませんでした。
とにかくＥ入力のプルアップ抵抗は３ＫΩでなければならないらしいということまでは気が付いて、おかしいなあと思いつつＥ入力のプルアップ抵抗を４．７ＫΩから３ＫΩに変更したところ正常に動作するようになりました。
下は今回出来てきた新しいプリント基板に部品を実装したあと、Ｅ入力のプルアップ抵抗を４．７ＫΩから３ＫΩに変更してから電源をＯＮにしたときの写真です。
比較のために４回路のうち右端の１回路だけはＥ入力のプルアップ抵抗を変更しないで４．７ＫΩのままにしてあります。
Ｅ入力のプルアップ抵抗を３ＫΩに変更した左側の３回路はプルアップ抵抗によってＡ＝１、Ｅ＝１の入力になるので出力Ｅも１になっています（ＬＥＤが全点灯しています）。
しかしＥ入力のプルアップ抵抗を４．７ＫΩのままにした右側の１回路もプルアップ抵抗によってＡ＝１、Ｅ＝１の入力になるので出力Ｅも１になるはずなのに赤色ＬＥＤは消灯しています。
プルアップ抵抗が違うことでどこがどのように異なってくるのかを確認するために、まずは右端の回路（＃４の回路と表記することにします）の出力トランジスタＴ１（２ＳＡ１０１５）のベース電圧を測ってみました。
４．５１Ｖです。
Ｖｃｃ（＝エミッタ電圧）が４．６ＶですからこれではＴ１はＯＮにはなりません。
比較のためにその左側の回路（＃３の回路と表記することにします）の出力トランジスタＴ１（２ＳＡ１０１５）のベース電圧を測りました。
こちらは３．９７Ｖです。
Ｖｃｃ（＝エミッタ電圧）の４．６Ｖに対して０．６３Ｖの差がありますから、こちらのＴ１はＯＮになっているようです。
今度はＥ入力の電圧を測ってみました。
＃４の回路のＥ入力の電圧を測りました。
プルアップ抵抗は４．７ＫΩです。
３．９８Ｖです。
比較のためＡ入力の電圧も測りました。
プルアップ抵抗は４．７ＫΩです。
３．９７Ｖです。
プルアップ抵抗が同じ４．７ＫΩですから電圧値もほぼ同じです。
今度は＃３の回路のＥ入力の電圧を測ってみました。
プルアップ抵抗は３ＫΩです。
４．１７Ｖです。
＃４に比べて少しですが０．２Ｖ高い値です。
前回お見せした回路図です。
＃４のＥ入力電圧の実測値は３．９８Ｖでした。
これはプルアップ抵抗の４．７ＫΩと２２ＫΩ＋ＬＥＤでＶｃｃ（４．６Ｖ）を分圧した値です（実際にはＲ８、Ｔ８も影響しますがここではそれは省略して考えます）。
トランジスタＴ３（２ＳＡ１０１５）のエミッタベース間電圧は４．６−３．９８＝０．６２Ｖと計算されるため、Ｔ３がわずかにＯＮになってしまうようです。
その結果としてＴ１のベース電圧が実測値で４．５Ｖとなり、Ｔ１はＯＦＦになってしまいます。
これに対して＃３はプルアップ抵抗を３ＫΩにしたことによってＥ入力の電圧が４．１７Ｖに上昇しました。
＃４と比べてわずかに高いだけですが、トランジスタＴ３（２ＳＡ１０１５）のエミッタベース間電圧は４．６−４．１７＝０．４２Ｖと計算されるため、Ｔ３はＯＮにはなりません。
その結果Ｔ１のベース電圧はＴ３の影響を受けないため、Ｔ１がＯＮになり出力Ｘが１になります。
そういうことならばＥ入力のプルアップ抵抗を３ＫΩにすればよいではないかということなのですが、上の方で書きましたように問題はプルアップ抵抗の値ではありませんでした。
もっと根本的なことに気が付くべきでありました。
もうしっかり頭が錆び付いてしまっておりました。
むむむ。
しっかり磨いて錆を落とさねば。
次回に続きます。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第３３８回］
２０２１．４．６ｕｐｌｏａｄ
前へ
次へ
ホームページトップへ戻る