音で知らせる回路トレーサー：Design Ideas 計測とテスト

今回は、プリント回路ボード上の接続パスを確認するのに便利な回路トレーサーを紹介する。

[EDN Japan]

耳で接続品質を確認

　図1に示した回路トレーサーは、プリント回路ボード上の接続パスを確認するのに便利なツールである。その理由は、接続パスの検出に使うセンス電圧がトランジスタのV_BEよりも低いことにある。

　この回路トレーサーの出力は音である。回路が開放状態の場合は、1秒当たりに約1回の頻度で「カチャ」という音を出力する。短絡状態の場合は、高さが約2kHzの音を発生させる。音で知らせる回路は、回路トレーサーとして理想的と言えよう。なぜならば、目は測定中の接続パスに集中でき、測定器のメーターの動きを確認する必要がなくなるからだ。回路上のある点への接続を確認する実用的なテクニックとして、その点にリード線を接続し、回路の別の点とそのリード線の間の接続を調べる方法がある。高い周波数の音が聞こえれば、プリント回路ボード上に接続パスがあることを確認できる。

図1：音で接続品質を確認できる回路トレーサー
ユーザーは、目をボード上の接続点に集中させながら、耳で接続品質を確認できる。慣れれば、さまざまな周波数の音を聞き分けられるようになるからだ。

　慣れれば、カチャという音からさまざまな周波数の音まで、広いダイナミックレンジの音を聞き分け、即座に接続パスの品質を理解できるようになる。さらにコンデンサーも検出できる。容量が充電されると、周波数をスイープした音が出る。

　この回路は、感度が十分に高い。例えば、水にぬれた指で回路に触れただけでも音が変化する。R₁は、Q₁とQ₂からなるカレントミラー回路にバイアスをかけるために入れた。ここには0.4mAの電流が流れる。Q₁は抵抗を検出するトランジスタで、回路の中心的な役割を果たす。エミッタとV_cc間の抵抗によってC₂の充電電流が決まる。C₂は定電流源から電流を供給されるため、コンデンサーにおける波形はリニアなランプ形状になる。

　C₂が充電されて、IC₁「NE555」のしきい値を超えると、IC₁はパルス信号を出力する。R₂は、C₂の放電率を決める。IC₂「74C74」は、IC₁の出力パルス信号を相補の方形波に変換し、圧電スピーカーを差動信号で駆動する。

Design Ideas〜回路設計アイデア集

【アナログ機能回路】：フィルター回路や発振回路、センサー回路など

【パワー関連と電源】：ノイズの低減手法、保護回路など

【ディスプレイとドライバー】：LEDの制御、活用法など

【計測とテスト】：簡易テスターの設計例、旧式の計測装置の有効な活用法など

【信号源とパルス処理】：その他のユニークな回路

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※本記事は、2008年7月29日にEDN 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。
「珠玉の電気回路200選」：EDN Japanの回路アイデア寄稿コラム「Design 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。