信号源とパルス処理:PCのスピーカー回路でタイミングを制御PCでタイミングを制御する最も容易な方法は、遅延ループを利用することだ。今回は、PCのスピーカー回路を利用して、安定した遅延ループを得る方法を紹介する。データの収集や分析処理、デジタル信号処理では、正確なタイミング制御が極めて大切である。PCでタイミングを制御する最も容易な方法は、遅延ループを利用することだ。遅延ループの問題点は、経過時間がシステムの動作周波数に依存することである。このため、PCの機種が変わるとプログラムを修正しなければならない。タイミング制御用の拡張ボードを追加することは可能である。動作が単純にもかかわらず、価格が高いので通常は使わない。ここでは、別のタイミング制御方法を示す。PCのスピーカー回路を利用して安定した遅延ループを得る方法である。PC/ATアーキテクチャのPCは、動作周波数が1.1931817MHzの16ビット・タイマー/カウンターIC「8254」を使っている。この固定された周波数を利用して、遅延ループを実現する。PC/ATアーキテクチャでは、カウンター0がシステム・タイマーとして実際の時刻を管理する。カウンター1は、DRAMのリフレッシュ・レート発生器である。カウンター2が、スピーカー出力へのサウンド発生器となる。このカウンター2だけが、遅延ループに利用できる。カウンター2をイネーブルにするか、あるいはディセーブルにするかは、「8254」のポートBのビット0を1あるいは0に設定することで選ぶ。ここでの目的はカウンター2を、モード2で動作するレート発生器として利用することである。このモード2では、カウンターはカウンター・クロック・パルス(周期は1/1.1931817MHz=0.838095マイクロ秒=counter_count_time)に従って自動的にカウント・ダウンを始める。このカウンターで測定できる期間は、約54.92ミリ秒(65536×0.838905マイクロ秒)である。リスト1には、遅延ループを生成するプログラムを示した。このプログラムは、制御レジスター・ポート(043h)に制御コード0b4hを書き込むことによってカウンター2をモード2で動作させる。)と呼ぶルーティンが、遅延ループとなる。最初に、制御コードを制御レジスターに書き込む。次に、2バイト・オペレーションでアドレス042hにスタート・データ(ffffh)を書き込み、カウンター2をロードする。「8254」のポートB(ポート61h)のビット0を1にセットし、カウンター2をイネーブルにする。がイネーブルになると、0.8380958マイクロ秒周期のカウント・ダウンが自動的に始まる。遅延ルーティンを呼び出す前に、目的の遅延時間(desired_delay_time)に必要な、カウンター2の全カウント数をプログラムが計算する。whileループでは、カウンター2のデータを入力ポート(042h)から2バイト・オペレーションで繰り返し読み出す。この2バイトは16ビット・データ(counter_data)に結合され、経過カウント(count_elapsed)の算出に用いられる。目的のカウント数に達し次第、プログラムは遅延ループから抜ける。呼び出し元のプログラムに戻る前に、「8254」のポートBのビット0を0にセットする。カウンター2はディセーブルとなる。して目的の遅延時間を得る。今回の方法は、どのPCでも正確で安定なタイミング・ループを実現できる。遅延時間は、20マイクロ秒〜54.9ミリ秒の範囲で選べる。このプログラムはターボC++とアセンブリ言語で記述した。動作周波数が450MHzのPentium2プロセッサ搭載PCを使ってMS-DOSモードでテストした。Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事から200本を厳選し、5つのカテゴリーに分けて収録した。※掲載当初、16ビット・タイマー/カウンターICの型番に誤りがありました。従来のビット列発生器は、帰還をかけたシフト・レジスターを使って疑似ランダム・ビット列(PRBS)を得ていたため、有限長で同じパターンを繰り返すという問題を抱えていた。今回はこうした問題を打破できる、ランダム雑音を使って出力データ列を発生する回路を紹介する。周期波形を矩形波に変換する回路データからクロック信号を抽出する時などに欠かせない「周期波形を矩形波に変換する回路」として、変換回路にデューティー比を制御できる機能が備わった回路を紹介する。高速でサンプリングした信号のピーク値を、低速のA-Dコンバーターで測定できる回路を紹介する。高性能な無線送信器は、RF電力の正確なモニターが不可欠である。CDMAやTDMAといった変調方式の登場で、RF電力モニターに関する伝統的なアプローチは時代遅れになった。今回は、波形に依存せずに、高い線形性でRF電力を測定できる回路を紹介する。パワーMOSFETを直流電子負荷に活用する太陽電池アレイやバッテリーなどの電源の試験に、電子回路によって構成した直流負荷を用いるが、市販製品は高価なものが多い。パワーMOSFETをリニア領域で用いると、電子負荷を自作できる。理論上では、同期クロックの逓倍(ていばい)は簡単だ。周波数が高いクロックを逓倍する場合には高い周波数に対応したVCOを入手しなければいけない問題が生じる。今回はその問題を解決する回路を提案する。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。