電験三種 H25年 理論 問18(マルチバイブレータ)

電験三種 H25年 理論 問18(マルチバイブレータ)

問 18
図は、NOT IC、コンデンサC及び抵抗を用いた非安定マルチバイブレータの原理図である。

次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) この回路に関する三つの記述(ア)~(ウ)について、正誤の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(ア) この回路は電源を必要としない。

(イ) 抵抗$R_1$[Ω]の値を大きくすると、発振周波数は高くなる。

(ウ) 抵抗器$R_2$は、$\rm NOT_1$に流れる入力電流を制限するための素子である。

(b) 次の波形の中で、コンデンサCの端子間電圧Vc[V]の時間t[s]の経過による変化の特徴を最もよく示している図として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

ただし、いずれの図も1周期分のみを示している。

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解 答

問(a)

(ア)について、電気回路を動作させるには、回路に電流を流すための電源は必要です。(ア)にの記述は誤りです。

この時点で、答えは(4)と(5)の2つになります。

(イ)について、一般的に、発振回路の周波数は$\cfrac{1}{CR}$の関係があります。
つまり、発振周波数は帰還抵抗と反比例の関係になりますので、$R_1$を大きくすると周波数は低くなります。

(イ)の記述は誤りです。

(ウ)について、$R_2$と$\rm NOT_1$は直列なので、$R_2$が大きくなれば$\rm NOT_1$に流れる電流は小さくなります。

(ウ)の記述は正しい。

問(a)の答えは(5)になります。

問(b)

非安定マルチバイブレータは、コンデンサの充放電を繰り返すことで発振回路を構成しています。

一般的に、放電は急激で充電はなだらかな曲線になります。

充放電を繰り返すということから、正負の値を持つのは(2)と(5)になります。

放電が急で充電がなだらかなのは、(2)のグラフになります。

問(b)の答えは(2)になります。

正解は問aが(5)、問bが(2)