アナログ用IC
アナログ用ICはどんなことができるの?
 ICはデジタル専用でなくアナログに対しても色々な種類がありOPアンプ・リニアICなどがあります。とにかくこれらのICはトランジスタ・抵抗・コンデンサなどの部品を使い複雑な回路を小型化したものです。小型化にでき周辺の部品点数を減りメリットが多きことが特徴です。昔のリニアICは内部の抵抗などが固定でノイズが大きくよくないイメージでしたが最近は技術が進歩してかなり高音質な物になり色々な商品に使用されているようです。
 ICは方向が有りますので注意してください。基板に差す時もピンが少し広がっているので少し机の上でピンを整えてから基板に順番に差しすべてのピンがさった事を確認してからハンダ付けすると良いでしょう。
 ☆ 目次 ☆ コイルの仕事は何だろう!
アナログとは何かとアナログICはどんな部品があるか学びましょう。
 アナログとはどういう意味でしょう?そしてそのアナログ用のICは何があるのか探してみましょう。
アナログICの種類とその役割について学びましょう。
 アナログICにはどんな種類があるのか見てみましょう。キットでも使用してます。
OPアンプの種類とその役割について学びましょう。
 アナログICの基本であるOPアンプは天才なICです。
リニアICの種類とその役割について学びましょう。
 OPアンプより力持ちで専用の機能があり、便利なICが豊富です。
 準備中!
タイマICの役割を学びましょう。
 アナログICの中で老舗のようなICがありますので学んでみましょう。
電源専用に作られたICです。キットでもよく使われます。
 下手な電源回路を組むより遙かに性能がよいICです。
          準備中!




 おもしろコラム
対決! アナログとデジタルはどっちがすごいでしょう。
アナログIC  アナログICはなんだろう?
■ アナログICは何をする!! ■
 アナログICとは、いったい何をしているのでしょうか?
アナログICは一体なにをする部品でしょう。アナログは無限の値です。デジタルにした場合は必ず数字にしなければならなくその桁に誤差があります。それでは「アナログは完璧な計算ができるのでは」と思いますがそこがうまくいかないところです。つまり電圧が小さくなればなるほどノイズの問題につながります。
 おそらくお互いの長所・短所を補うようにアナログICとデジタルICとが共用しているのではないでしょうか?
アナログICの場合はデジタルと違い比較的簡単に製作できる反面、ハムやらノイズやらと、いろいろ対決する必要があります。本格的に始めるといろいろな障害にぶつかりますが、その一歩が自分を磨き上げるのではないでしょうか?(ノウハウという物ですね)
■ アナログICの種類は? ■
 アナログを理解(?)したところで今度はどのような種類があるのか見てみよう!
このICはキットにもかなり使われていますがデジタルと違いいろいろな種類があるので少しその辺を調べてみましょう。
 アナログICは上記の動作を踏まえたICですので、すべてアナログの信号を使って処理(加工)できるICと言えます。もちろんトランジスタ・抵抗・コンデンサなどで作ることも可能ですが小型化、安定度など便利なICがありますので参考に!
アナログとデジタルの中間のようなICもありますがとりあえず気分で振り分けてみましたので参考までに・・・
・OPアンプ     ・・・OPアンプはアナログ界では筆頭株主のように多い種類です。
・タイマーIC    ・・・リニア系では珍しいがキットでは必ず使われるICです。
・三端子レギュレター ・・・下手な電源回路を設計するよりも高安定で小型化が可能な万能電源IC
・オーディオ用IC  ・・・リニア系でもオーディオ関係のICも古くからあり小型で高出力な便利なICです。
■ アナログとは? ■
  ロジックICはデジタルで「1」と「0」の組み合わせの世界ですが今度はアナログの世界に潜入してみましょう。アナログは「おおざっぱ」なイメージがありますがその部分に深みがあるようです。
 デジタルで「10」(10進数)は「1010」(2進数)となり、次は「11」=「1011」となりますが「10.232443」をデジタルにするには一苦労します。ところがアナログとなると単に「10」を表現する場合「10.0000」、「10.399999」、「10.0239843」、「9.9993454」などと無限に考えられ、好きにその単位を変化できます。と言うより数字にすることが間違っていますよね!「10」(10進数)と言うような表現ができないのがアナログですかね。要するにアナログとは無限に連続的なことを指すようです。
 実際には小数点以下との戦いがアナログにあります、これはノイズやICの安定度などで変化する物です。
ICの種類  アナログICはどんなICがあるでしょう?
■ ロジックICの足は? ■
・ロジックICの足は14ピン〜40ピン位が標準(もっとでかいのもあるよ)で使用するピン数は14・16・20ピンが主に使われています。
・ICの足のピッチですがDIP型の場合は2.54mmピッチと決まっています。
 (ユニバーサル基板(等間隔に穴が開いている基板)はこのピッチの物を購入するとICが差さります)
・ 最近のICはピッチの細かいICやフラットなどもあります。
■ 参考・注意点 ■
・変遷⇒「74xxx」(消費電流大)→「74LSxxx」(低消費電流)→「74HCxxx」(超低消費電流)→「74VHCxxx」(フラット)
・注意⇒TTLは消費電力などの問題点からCMOSへ移行が進んでいますが現段階ではまだ入手できますのでその辺も含めて記載してあります。
・参考⇒静的消費電流(Icc)、速度(tpd)の値は「74xx00」を参考にしています。
部品名 簡 単 な 説 明
NE555 タイマーIC(8ピンDIP) ■このICは外付けのコンデンサーと抵抗で自由に時間を変更できるのが特徴です。
・「555」は各社でセカンドソースが出ています⇒NE555/LM555/TA7555など
LM386 リニアIC(8ピンDIP) ■簡単に小さいスピーカを鳴らしたい時などに便利な0.3W級(6V)のリニアICです。8ピンと小柄でしかも外付け部品点数も少なく電源も4V〜12Vで便利です。ステレオの場合2個必要です。
・型番⇒「386」が型番で各社メーカで出ています⇒LM386,NJM386など
LM380 リニアIC(14ピンDIP) ■ 簡単に少し大きめなスピーカを鳴らしたい時に便利な2.5W級(18V)のリニアICです。14ピンですがシッカリしたパワーを持っていて外付け部品も少なく便利です。但し電源が10V〜22Vと高めで放熱板も必要です。
4558 OPアンプ(8ピンDIPで2素子) ■このICは汎用タイプで色々な回路で使えます。
・型番⇒スタンダードなICで各社から販売されています⇒RC4558P、TA75558P
TL072 OPアンプ(8ピンDIPで2素子) ■FET入力のです。ローノイズになっているのでオーディオにも対応できます。
・型番⇒TL071(8ピン1素子)、TL072(8ピン2素子)、TL074(14ピン4素子)などあります。
4580 OPアンプ(8ピンDIPで2素子) ■オーディオ専用のOPアンプです
5532 OPアンプ(8ピンDIPで2素子) ■オーディオ専用のOPアンプです。NE5532,NJM5532などメーカで音質が変わります。
5534 OPアンプ(8ピンDIPで2素子) ■オーディオ専用のOPアンプです。NE5534,NJM5534などメーカで音質が変わります。
ICL8038  ファンクション・ジェネレータという波形発生用の専用ICです。14ピンと小柄ながら面白いICで周波数動作範囲が0.001Hz〜1MHzと幅広く、温度による変位も少ない、方形波・三角波・正弦波と同時に3種類の波形が作れます。オーディオアンプなどの調整に良いでしょう。
TL497  DC・DCコンバータで高い電圧も低い電圧にも変換できるICです。TL499と違い入力電圧は5V〜12Vのため1、2本の乾電池での駆動はチョット難しいようです。動作は5Vから12Vを作ることや12Vから5Vを作るなどが出来ます。スイッチング方式のため発熱が少なく効率がよいようです。IC自体はチョット大きい14ピンDIPです。
TL499  TL497の小型のような物です。DC・DCコンバータで低い電圧を高い電圧に変換するICです。簡単に説明すると1.5Vの電源(電池)からこのICを通すと3V以上の電圧を得ることができます。電池1本(1.5V)ではLEDは点灯する事はできませんが、この方法でLEDなどを点灯させることも出来ます。IC自体も8ピンDIPで小型です。
7805
7812
7815
 定電圧電源用ICで三端子レギュレータと呼んでいてキットでも良く使うプラス専用ICで。型番の下2桁の数字が出力電圧でこの電圧を安定に出力するICです。例えば7805ですと5Vを安定に出力するICです。
もちろん電圧を可変する事も可能で最大出力電流は1Aです(条件により放熱板が必要です)
・出力電圧は5V、6V、8V、12V、15V、24Vなどでプラス出力タイプです。
7905
7912
7915
 キットでも良く使うICです。78シリーズと動作は同じですがマイナス専用ICです。電圧・電流などは78シリーズを参考にして下さい。マイナス専用はあまり使いませんがOPアンプなどを使う時にプラス・マイナス電源が必要な時に便利です。
 その他の電圧として6V、8V、12V、15V、24Vなどでマイナス出力タイプです。
ICの説明  アナログICの種類と説明
■ アナログICの種類は? ■
 アナログICは理解したので今度はどのような種類があるのか見て、その動作を簡単説明さましたのでチョット勉強してみましょう!
OPアンプ  OPアンプはなんだろう?
■ OPアンプ(オペアンプ)て何だろう! ■
 回路図は右図のようなものが代表的な回路図です。OPアンプは日本語で「演算増幅器」と言うそうですが、足し算などの計算ができるアナログ増幅器と言うことになりますね。デジタルで計算するなら、わかりますがアナログで計算するとはどういうことでしょう。
OPAMP
■ OPアンプで計算しよう ■
 まだデジタルが普及してないころアナログで計算することを考えアナログ計算機を作る時に生まれたICで「1.5V+2.3V=3.8V」と言ったようなアナログ的な四則演算(足し算、掛け算など)が得意です。もちろん限界がありますがアナログですので下の桁がかなり細かく設定することも可能です。ただしノイズの範囲も考えなければなりませんが・・・難しいですね!
 実際には増幅器(アンプ)、比較(コンパレータ)、発信器(オシレータ)、フィルタ、オーディオアンプ、マイクアンプ、音楽ミキサ、LOG演算、四則演算アンプなど色々なことができる万能アナログICです。
 最近ではローノイズでオーディオ用なども色々あり便利になりました。また値段もかなり安くなりキットなどにも使われています。
■ 特徴 ■
・標準のOPアンプは8ピンで入力が2本(in+、in−)で出力(out)が1本でできています。また抵抗のみで簡単な増幅器を設定できる。
・ICに1素子、2素子、4素子(14ピン)とコンパクトで小型化されている。もしトランジスタで作る場合は、かなり大きくなるし調整が難しい。
・型番で周波数特性・電圧利得(増幅率)・スルーレート(反応の速さ)など違いますので好きな物を選択できる。

■ キットでの使い方 ■
 キットなどでは、あまり難しい使い方でなくアンプ(増幅器)、ミキサ(音を混合など)、フィルター(ある音程を増減)などの用途(オーディオ関係)やセンサの増幅・比較などの用途に使用されます。
タイマIC  タイマICはなんだろう?
■タイマーICて何だろう!■
  回路図は右図のようなものが代表的な回路図です。タイマーICとしての代表はNE555と言うICです。アメリカのシグネテックス社がオリジナルを出してまだ販売している人気の高いICです。結構外付け部品が必要ですがその分回路の拡張性があり便利に使われている原因でしょう。抵抗とコンデンサにより一定時間の発振ができますが、この値をすごく大きくするとタイマーになり小さくすると発信器になります。かなり大雑把なICとも言えるでしょう。
NE555
 このICは一定時間後にONするタイマー機能が外付けのコンデンサーと抵抗で自由に変更できるのが特徴です。また回路を繰り返しモードにすることでON/OFFの点滅時間を早くすると一定の発振(音)を作る事もできますのでかなり遊べるICです。
 電源も4.5V〜16Vと幅が広く電池でもOK。

■ 特 徴 ■
・8ピンのDIPで小型化されている。
・抵抗とコンデンサで好きな時間(周波数)の定数を簡単に設定できる。
・出力がオープン・コレクターなので大きな負荷(リレー・LED・ランプなど)を直接に駆動可能(最大200mAまで可)
■ 互換品 ■
・「555」は各社でセカンドソースが出ています⇒NE555/LM555/TA7555など
・LMC555はCMOSタイプであり、NE556はICの中に2素子入っているタイプです。

■キットでの使い方■
 タイマーICの代表はNE555です。このICはキットなどで良く使われるICです。8ピンDIPでありながら簡単にいろいろなことができます。使い方は発信器やタイマーなどの時間に関することが得意です。
対決  アナログ VS デジタル どちらが勝ち!!
■ アナログ VS デジタル ■
 アナログとデジタルを対決してみましょう。と言っても、どちらも良い点があります。そこで、お互いの長所、短所を調べてみましょう。どちらにするかを決めるのはあなた自身です。その前に予備知識としてここを参考にして下さいね!
 人間の耳はすごい? ■
 人間は20Hz〜20KHzの周波数を聞き分けることができるそうですが実際にはもっと高い周波数も人間の耳(脳)は知らずのうちに聞いているようです。(この部分はまだ未知の世界のようですが脳波などでリラックスできるようです)
 このことを踏まえてアナログとデジタルを考えてみましょう。
●アナログの場合(例題)
 例えばビデオテープを2,3回ダビングするとどうなるでしょう。これはアナログ同士のコピーですが、これはどんどん画面がひどくなりますよね、これがアナログの宿命です。もちろんカセットテープも同様に劣化します。
 今はもう持っている人も少ないですがアナログ・プレイヤーはLP・EPレコードなどを再生する機械ですが深みのある音がしますよね(そう思って聞いているかもしれませんが)そしてその音を真空管アンプで聞くと、これもまた良いですよね(アナログの暖かさですよね)
 アナログ回路自身が持っている特性がここに出ていています、それは周波数特性ですとにかく出せる限界まで音として表現します。人間は20Hz〜20KHzを聞き分けますがそれより上の20KHz以上の音も大事なのでは・・・
 ところがアナログのは問題がありますレコードであればスクラッチ・ノイズや針飛びなど欠点、カセットテープだとヒスノイズ(シーという音)、真空管アンプはハム音、トランジスタアンプはチョット音が堅いとか?

●デジタルの場合(例題)
 それではCDからCDをコピーしたらどうなるでしょう。そうですこれはデジタルですので、すべてが数字で記憶されていますから絶えず同じ情報が記憶できますので劣化しませんね、これがデジタルの良さです。最近はデータの読み取りミスやCD自体の劣化などがあるようで100%とは言われないようですが・・・
 実は人間の耳はCDの音では物足りないようです、どうしてでしょうか?
それはデジタル(CD自体)に問題があるのです、CDは16ビット・44.1KHzでアナログをデジタルに変換しています。この情報を人間が聞くときに元のアナログに戻します。先ほどの16ビットは「データの細かさ」を示し、44.1KHzは「サンプリング周波数」と言いデータを取り込む周期です。ともにこの値は大きいほど良いのですがCD自体が大きくなりますので限界があります。
 このCDでアナログに戻すと20Hz〜20KHzの周波数特性となり、20KHz以上の音はカットされています。困りましたね!でも安心してください通常の音楽を聴く場合はこれでも問題ないのです。どうせなら原音に忠実に再現して欲しいですけど・・・
 でも最終的に人間の耳で音として聞くことになり、この部分はどうしてもアナログに戻す必要がでてきます。となるとデジタルをアナログにする部分もかなり重要になりますね!

● 現在のCDもデータを先読みしてサンプリングの間を自動的になめらかにして聞きやすくするなどの工夫がされているようです。
● FM放送も周波数特性は20Hz〜15KHzです。
● DVDなどは24ビット、96KHzの音声になりCDよりどんどん音が良くなるようです。
でも普通我々が音楽を聞いていて区別をつけるのは、良い環境とよほど耳を鍛えないとわからないかもしれませんね!

◎ CDの誕生!
 そういえばレコード全盛期の頃、録音時間やスクラッチノイズなど色々問題が出ていました、そこにこのCDが登場したのですが開発はソニーとフィリップスの共同開発のようです。やはり最初はクラッシックが多く、あのCDの最大収録時間が74分もクラシックがとぎれずに1曲入りきるためにそうなったとか?
 また現在のようにDVDが出てすぐにDVDプレヤーが激安になれば普及するのも早かったがCDが出だした頃はプレヤー自体も高価
でどちらかというとマニアかクラシック向けでした。そのため音がよいと言われていても一般の方はあまり興味がないようでしたがいつの間にかレコードに取って代わりました。最近ではDVDもCDと変わらない値段になってきてしかも映像付きですのでどうなることやら・・・
▲ 最終結果
 「え〜それではデジタルでいいじゃん」となりますが、最終的には人間が聞いたり、見たりと最後の環境はどうしてもアナログにしなければならないのです。また最近はDVD、デジタル放送とどんどんデジタル化が進む一方でアナログ自体の良さも発掘されてきていますのでまだまだアナログも良いところがありますね!
 そういえば最近デジタル地上波を良く耳にしますが、これはアナログ電波の欠点をカバーしているので大変良いですね、また山が多くゴーストと戦っている地方(わが家もヒドイ)などにはバッチリなのに何故か都心から始まるのも考えもんですよね。

 どちらが良いかは各自で決めて下さいね。最終的には聞く人の耳や感性が重要ですので、これが良いと思うものが良いでしょう。
あくまでもどちらが良いかを判断する材料にして下さい。
空き部屋  空き部屋
■ 空き部屋 ■








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