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どうしてもTTLからCMOSへ接続したいときは、
プルアップをいれましょうと、教科書には書かれているのだが、
なぜプルアップを入れたらちょうど5Vになるのかわからなかった、
という話。
5V
┬
┌WW┘
K
│
▽
Τ
├─────→ CMOSデバイスへ
│
K
│
▽
TTLの出力はこういうかんじなので、
上のトランジスタがオンになるときでも、
ダイオードのVf分どうしても電圧降下があるわけ。
だからCMOSに直接つなげられません。
「K」はトランジスタと思ってください。
あと ▽
Τ はダイオードだと好意的に読み取ってくださいませ。
これにプルアップをつけると、
5V
┬
┌WW┘ 5V
K ┬
│ ┌WW┘
▽ │
Τ │
├──┴──→ CMOSデバイスへ
│
K
│
▽
こういう感じになりまして、
上のトランジスタがオンで下がオフしているときは、
ダイオードの入力出力が同電位になるから、
電流が流れませんので、
結局プルアップが効いてハイになります、と。
逆に上がオフで下がオンのときはローに引っ張られます。
要するに、ほとんどオープンコレクタと同じなんだな。
オープンコレクタと違うのは、
(5-Vf)ボルト付近までビシッと立ち上がって、
そこからダラダラとプルアップで5Vまであがっていくということ。
プルアップをいれましょうと、教科書には書かれているのだが、
なぜプルアップを入れたらちょうど5Vになるのかわからなかった、
という話。
5V
┬
┌WW┘
K
│
▽
Τ
├─────→ CMOSデバイスへ
│
K
│
▽
TTLの出力はこういうかんじなので、
上のトランジスタがオンになるときでも、
ダイオードのVf分どうしても電圧降下があるわけ。
だからCMOSに直接つなげられません。
「K」はトランジスタと思ってください。
あと ▽
Τ はダイオードだと好意的に読み取ってくださいませ。
これにプルアップをつけると、
5V
┬
┌WW┘ 5V
K ┬
│ ┌WW┘
▽ │
Τ │
├──┴──→ CMOSデバイスへ
│
K
│
▽
こういう感じになりまして、
上のトランジスタがオンで下がオフしているときは、
ダイオードの入力出力が同電位になるから、
電流が流れませんので、
結局プルアップが効いてハイになります、と。
逆に上がオフで下がオンのときはローに引っ張られます。
要するに、ほとんどオープンコレクタと同じなんだな。
オープンコレクタと違うのは、
(5-Vf)ボルト付近までビシッと立ち上がって、
そこからダラダラとプルアップで5Vまであがっていくということ。
入力ピンはオープンにしちゃダメー。
入力ピンに何も接続しないと、
フラフラと安定しないので、
場合によっては電力消費しまくってICがアチアチになったりします。
４回路入りのゲートとかでゲートを一個だけ使うときは、
使わないゲートの入力をプルダウンかアップかグランド接続か、
とにかくちょっとしたジグをつくるぐらいの場合でも、
意識してオープンにしないようにしましょう、と。
そのときの出力はオープンでよろしい。
逆にハイで固定の出力をグランドに直結したりしないようにせねば。
入力ピンに何も接続しないと、
フラフラと安定しないので、
場合によっては電力消費しまくってICがアチアチになったりします。
４回路入りのゲートとかでゲートを一個だけ使うときは、
使わないゲートの入力をプルダウンかアップかグランド接続か、
とにかくちょっとしたジグをつくるぐらいの場合でも、
意識してオープンにしないようにしましょう、と。
そのときの出力はオープンでよろしい。
逆にハイで固定の出力をグランドに直結したりしないようにせねば。
FPGAは電源投入直後は内部に回路ができていないので、
出力が不定になって困る信号にはプルアップだかプルダウンを入れなきゃなりません。
CPLDは電源投入直後から回路が動くので、
FPGAと同じ意味でのプルアップ、プルダウンはいらない。
出力が不定になって困る信号にはプルアップだかプルダウンを入れなきゃなりません。
CPLDは電源投入直後から回路が動くので、
FPGAと同じ意味でのプルアップ、プルダウンはいらない。
HDLでの記述は本当に回路になる、と意識して記述しないとダメー。
俺は学生時代プログラムを書いていたので、
初めてVerilog-HDLを記述するときC言語気分で記述していたら、
まったく動かなくなる部分が発生した。
確認したらワーニングとして不正なラッチとやらがでまくっていた。
ちょっと動作がおかしくなるぐらいならわかるのだが、
まったく動かなくなるとはおもわなんだ。
俺は学生時代プログラムを書いていたので、
初めてVerilog-HDLを記述するときC言語気分で記述していたら、
まったく動かなくなる部分が発生した。
確認したらワーニングとして不正なラッチとやらがでまくっていた。
ちょっと動作がおかしくなるぐらいならわかるのだが、
まったく動かなくなるとはおもわなんだ。
ロジックICの出力は、
本当は当然半導体なんだけれど、
あえて表現するなら、
VCC
┬
│
／
│
├─→アウトプット
│
／
│
▽
こんなかんじで、
上のスイッチをオンするとHigh、
下のスイッチをオンするとLowになります。
HighとLowの切り替えのとき、
両方微妙にオンみたいな状態になるので、
上から下へどっと電流が流れますよ、とのこと。
オープンドレインとかオープンコレクタというのは、
上側のスイッチがなくて、
├─→アウトプット
│
／
│
▽
こういう感じなので、
プルアップが必要ですよ、と。
本当は当然半導体なんだけれど、
あえて表現するなら、
VCC
┬
│
／
│
├─→アウトプット
│
／
│
▽
こんなかんじで、
上のスイッチをオンするとHigh、
下のスイッチをオンするとLowになります。
HighとLowの切り替えのとき、
両方微妙にオンみたいな状態になるので、
上から下へどっと電流が流れますよ、とのこと。
オープンドレインとかオープンコレクタというのは、
上側のスイッチがなくて、
├─→アウトプット
│
／
│
▽
こういう感じなので、
プルアップが必要ですよ、と。
クロックバッファというのは、
言葉の響き的にはドライブ能力の保証に使用する感じだけど、
ただしくは位相を保証するのに使うということ。
PLLを内蔵しているものと、PLL無しのものがある。
PLL内蔵のもののほうは遅れ(スキュー)無しだが、
周波数に下限があるので遅いクロックには対応できない。
PLLなしのものは遅いクロックに対応できるが、
どうしてもスキューが発生するとのこと。
大体10MHzぐらいが下限らしい。
PLL内蔵…っつーことは、
入力のクロックがDPLL通過直後でジッタ入りまくりとか、
そういう不安定な状態だと使いにくいってことかな？
逆に安定化に使用できたりするんでしょうか？
クロックの周波数の奇数倍の輻射が出ます。
偶数倍もちょこっと出ます。
以下俺の理解（これは妄想に近い）。
そもそも輻射（＝電磁波）のもとは「電流の変化」ですよ、と。
クロックのラインは↓みたいなもんで、
R L ↓ココの電圧の変化を
┌─WW───6666 ───┐
○ ＝ C
└───────────┘
以下のようにあらわすと、
＼＿＿＿／￣￣￣＼＿＿＿／￣￣￣＼＿＿＿／￣￣￣
そのときの電流は、
I = dQ/dｔ = C*dV/dｔ
ということで電圧の微分に比例して、
┌┐ ┌┐ ┌┐
┌──┘└──┐┌──┘└──┐┌──┘└──
┘ └┘ └┘
こんな感じですよ、と。
じゃ、この波形を正弦波に変換する、
要するにフーリエ展開だかフーリエ変換だかをすると、
元のクロックの周波数の奇数倍の成分だけになりますよねと。
…こういう感じだと思っているのだがどうだろう。
調べてみてもほとんど元の電圧をフーリエ展開して説明しているようだが、
元の電圧ではなく電流が効いてると思わないといまいち納得できない。
あと、デューティが狂うと偶数倍も出てきます。
トランジスタの特性でも偶数倍が出るとか出ないとか。
偶数倍もちょこっと出ます。
以下俺の理解（これは妄想に近い）。
そもそも輻射（＝電磁波）のもとは「電流の変化」ですよ、と。
クロックのラインは↓みたいなもんで、
R L ↓ココの電圧の変化を
┌─WW───6666 ───┐
○ ＝ C
└───────────┘
以下のようにあらわすと、
＼＿＿＿／￣￣￣＼＿＿＿／￣￣￣＼＿＿＿／￣￣￣
そのときの電流は、
I = dQ/dｔ = C*dV/dｔ
ということで電圧の微分に比例して、
┌┐ ┌┐ ┌┐
┌──┘└──┐┌──┘└──┐┌──┘└──
┘ └┘ └┘
こんな感じですよ、と。
じゃ、この波形を正弦波に変換する、
要するにフーリエ展開だかフーリエ変換だかをすると、
元のクロックの周波数の奇数倍の成分だけになりますよねと。
…こういう感じだと思っているのだがどうだろう。
調べてみてもほとんど元の電圧をフーリエ展開して説明しているようだが、
元の電圧ではなく電流が効いてると思わないといまいち納得できない。
あと、デューティが狂うと偶数倍も出てきます。
トランジスタの特性でも偶数倍が出るとか出ないとか。
コネクタを選ぶときには電圧については、
絶縁だけ気にしていればいいので、
現実的にはほとんど電圧は気にしないでよい。
選ぶときには電流値をちゃんと確認すること。
絶縁が破れる電圧はだいたい250Vとか125Vとか、
要するにコンセント直結でもいけるレベル。
「なんで電圧が関係ないねん、電圧高かったら熱くなるんちゃうんか」
…と思っていたが、よく考えたらコネクタの入口と出口の電圧差は、
コネクタの持っている抵抗値と電流のみに依存するのであった。
絶縁だけ気にしていればいいので、
現実的にはほとんど電圧は気にしないでよい。
選ぶときには電流値をちゃんと確認すること。
絶縁が破れる電圧はだいたい250Vとか125Vとか、
要するにコンセント直結でもいけるレベル。
「なんで電圧が関係ないねん、電圧高かったら熱くなるんちゃうんか」
…と思っていたが、よく考えたらコネクタの入口と出口の電圧差は、
コネクタの持っている抵抗値と電流のみに依存するのであった。
メカ的なスイッチには電源用と信号用があったりする。
電源用は大きな電流が流せるが接点の精度が低い。
信号用は接点の精度が高いが大きな電流が流せない。
すべてそうなのかはわからんが、
おおむね電源用が銀メッキで、
信号用が金メッキのような気がする。
要するにスイッチに関しては、大は小を兼ねない。
電源用は大きな電流が流せるが接点の精度が低い。
信号用は接点の精度が高いが大きな電流が流せない。
すべてそうなのかはわからんが、
おおむね電源用が銀メッキで、
信号用が金メッキのような気がする。
要するにスイッチに関しては、大は小を兼ねない。