BBD コーラス (8) -- 逆数特性の VCO (3)

逆数特性の VCO 回路の「定番」と言われている、BOSS CE-2 (および CE-3 など) の回路を手持ちの部品でブレッドボード上に再現して、特性を測定してみました。
CE-2 と CE-3 とでは、VCO 回路構成自体は全く同一で、使用している BBD クロック・ドライバが、それぞれ MN3101、MN3102 という違いだけです。
回路図を下に示します。
後での回路動作の説明のために、部品番号と回路定数を入れてあります。
CE-2 と CE-3 とでは、VCO 回路は同一ですが、部品番号は異なるため、CE-2 の部品番号を付けてあります。


電源電圧 VCC は 9 V に設定しています。
当然、BBD クロック・ドライバ IC の手持ちはないので、メタルゲート標準 CMOS 4000B シリーズのインバータを使っています。
データシートによると、クロック発生部は MN3101 は (アンバッファド) インバータ 2 段、MN3102 は (アンバッファド) インバータ 4 段で構成されています。
上の回路図には MN3102 の 4 段インバータで示してあります。
4000B ファミリでは、アンバッファタイプのインバータ CD4069UB を使用するのが妥当ですが、手持ちがなかったので、MC14007UB を使っています。
4007UB ではインバータ 3 個分しかありませんから、MN3101 同様のインバータ 2 段の構成で使っています。
また、NPN トランジスタは P ランク (hFE = 200 〜 400) の 2SC945 が指定されているので、実験では GR ランクの 2SC1815 を使いました。
ダイオードには 1S1588 を使用していて、これはオリジナルの通りです。
VCO 入力電圧と、発振周波数との関係の測定結果のグラフを下に示します。

Q4 がカットオフするような領域 (約 0.5 V 以下) のデータは除いてあります。
BBD クロック・ドライバ IC 内部で 2 分周されて 2 相クロックを発生するため、最大発振周波数は BBD クロックの上限 200 kHz の 2 倍の 400 kHz 程度となっています。
ブレッドボート上に組んだので、ストレー容量が多くなるためか、発振周波数が、やや低めになっている感じがします。
周波数レンジも、 3 倍弱ほどしか得られていません。
周波数の逆数、つまりクロック周期を計算してプロットしたものを下に示します。

赤色の線が測定結果で、青色の線が CV 1 V 〜 8 V の範囲のデータについて計算して求めた回帰直線です。
タイミング・コンデンサ C22 の充電電流を決めるのに定電流回路を使わず、R38 との単純な RC 回路の充電特性を利用しているためか、直線性はあまり良くありません。
この回路は「9 V」という「高電圧」を使っているので、マイコンによる BBD エミュレータと組み合わせての実験はせず、74HC シリーズが使える電源電圧 5 V あるいは 3.3 V の「低電圧版」の回路を作成してから、コーラス回路としての実験をしたいと思っています。