クロック発生器の原理と仕組み, 水晶発振器

　・In English
前提知識
　・NOT回路

■クロック発生器とは

クロック発生器とは、CPUがクロック信号を生成させるための回路のことです。クロック周波数とはこのクロック信号が生成される周波数のことで、クロック周波数が高いほどより高速な演算が実現できます。 クロック発生器の原理は大きく分けると以下二つの回路によって成り立っています。

■NOT回路

NOT回路とは論理回路の事で、以下のとおり0を入力したら1を出力し、1を入力したら0を出力します。



この特性を利用し、NOT回路の出力を以下の様にAに接続します。すると、NOT回路の出力は0と1を繰り返すようになります。これがクロック発生器の根本原理です。 (なおプログラムの世界でも、0と1を交互に出力させたい場合は"not関数"を使います)

■水晶振動子

NOT回路だけではクロック周波数をうまくコントロールできません。そこで水晶振動子を使用します。 水晶振動子とは圧電効果を利用して電圧の振動を発生させる素子で、薄膜の水晶に電圧のLow/Highを交互に与えると水晶が振動することで電圧の振動が発生します。 また水晶膜の厚さを変えることで狙いのクロック周波数にすることができます。以下がNOT回路と水晶振動子を組み合わせたクロック発生器(水晶発振器)の簡略図となります。



実際には以下のような回路図になります。

サブチャンネルあります。⇒ 何かのお役に立てればと

関連記事一覧 トップメニュー 電気・電子回路 電気回路の基本 ・電気回路図の読み方の基本 ・オームの法則,キルヒホッフの法則 ・直列回路, 並列回路 ・電力 ・伝送損失 ・インピーダンス ・交流電流 ・回路素子外観 コイル ・RL回路 ・電磁弁 , リレー コンデンサ ・コンデンサの原理 ・RC回路 ・RC回路② ・RLC回路 ・RLC回路のインピーダンス ・Xコンデンサ, Yコンデンサ 半導体 ・半導体の原理 ・トランジスタ ・ダイオード 　・還流ダイオード 　・ツェナーダイオード 　・整流回路 抵抗 ・プルアップ/プルダウン抵抗 ・終端抵抗 電圧変換器 ・変圧器(AC-AC) ・AC-DCコンバータ ・DC-DCコンバータ ・インバータ(DC-AC) オペアンプ ・オペアンプの原理 ・反転増幅回路 ・コンパレータ デジタル回路 ・デジタル回路とは ・集積回路用語 ・論理回路 ・加算器、減算器 ・フリップフロップ ・シフトレジスタ ・マイコン構成要素 ・CPUパッケージの種類 ・メモリ(ROM等) ・フラッシュメモリ ・DRAM ・AD(アナログデジタル)変換 モーター ・モータの種類 ・モータの構造, 部品名 ・モータの損失 ・モータの電流位相 ・ブラシ付きDCモータ ・ブラシレスDCモータ ・ACモータ(誘導電動機) ・3相/2相変換, クラーク変換 ・dq変換, パーク変換 ・正弦波生成, 三角波比較方式 ・ベクトル制御 センサ ・温度センサ ・圧力センサ ・回転検出センサ ・加速度センサ ・ジャイロセンサ その他 ・ローサイド/ハイサイド駆動 ・回路の故障検出 ・ブレッドボード ・アース , 漏電ブレーカ ・T-T接地, T-N接地 ・感電の原因 ・サージ電流 ・Hブリッジ回路 ・PWM制御 ・スイッチの種類 ・クロック発生器 ・扇風機の分解