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４１３回］
●バイナリカウンタ回路の改良（３）
今回は前回で説明した回路を実際に組んでその動作をオシロスコープで観測した波形写真をお見せすることにします。
前回も書きましたが当初はＲＳ回路を１段使っただけでカウンタの動作をさせようとしたしたところデータがラッチできなくてＱ、Ｑ＿出力が反転を繰り返してしまったことからＲＳ回路を２段使ったカウンタ回路を考えました。
前回はそのことを文章だけで説明しましたが、参考までにどういう状態になるのかということをテスト回路で再現してその波形を撮影しました。
テストをしたのは下の回路です。
この回路の動作は前回説明しました。
ＣＫＩＮがＨの期間中だけＴ１、Ｔ２のゲート回路がＯＮになってそのときのＱ＿が入力されます。
するとそれがすぐにＱに出力され、Ｑ、Ｑ＿が反転します。
その反転したＱ＿がゲート回路を通ってＱ、Ｑ＿回路に伝わるためまたＱ、Ｑ＿が反転します。
下はその状態を観測したオシロスコープの画像です。
上側（ＣＨ１）はＣＫＩＮです。
下側（ＣＨ２）はＱ出力です。
ＣＫＩＮがＨの期間Ｑ出力は細かくＨとＬを繰り返しています。
オシロスコープの水平時間軸を拡大しました。
上は２００ｎｓ／ｄｉｖですが下は１００ｎｓ／ｄｉｖです。
オシロスコープの水平時間軸をさらに拡大しました（下の写真）。
上は１００ｎｓ／ｄｉｖですが下は５０ｎｓ／ｄｉｖです。
Ｑ出力は約２５ｎｓごとにＨからＬにそしてＬからＨに変化しています。
この動作はトランジスタのインバータ回路を３段通ることで行なわれています。
ということはトランジスタのインバータ回路１段あたり約８ｎｓという速度になります。
これは驚異的な速度です。
さて次は逆に速度を下げるための回路です。
下は前回説明したインバータ（７４０４相当、遅延あり）＋ＮＡＮＤ（７４００相当）の回路です。
ＣＫＩＮから入力したクロックパルスの立ち上がりに同期してＣＫＯＵＴから短いパルスが出力されます。
そのほかの時間はＣＫＯＵＴはＨのままです。
下はその波形です。
上側（ＣＨ１）はＣＫＩＮに入力した方形波です。
下側（ＣＨ２）はＮＡＮＤ回路から出力されたＣＫＯＵＴ波形です。
水平時間軸を拡大しました（下の写真）。
インバータの入力回路は高抵抗（２００ＫΩ）のため出力が遅延してなまった波形になります。
ＮＡＮＤゲートの出力もそのためＬからＨになるときの波形がなまっています。
これは回路の特性として仕方がないことです。
この出力波形をたとえばインバータ回路に入力したとすると１／２Ｖｃｃ（２．５Ｖ）近辺で出力が反転することになります。
おそらくそのときのパルス幅は１５０ｎｓほどになると思います。
まだ説明の途中ですが本日は時間がなくなってしまいました。
次回に続きます。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第４１３回］
２０２４．２．６ｕｐｌｏａｄ
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