ゲートICで作る発振周波数について

質問

困っています。どなたか教えてください。
４０１１B、抵抗、セラコンでごく簡単な発振回路を作りましたが発振周波数の計算方法がわかりません。どの程度の周波数になっているのか知りたいのですが、どなたか計算式を教えていただけませんか？回路は以下のとおりです。
４０１１の２番ピンと４ピンの間に１０ｋ抵抗と１０２セラコンを入れつなぎます。３番５番６番をつなぎ、そこから１０K抵抗と１０２セラコンの間に３０ｋ抵抗を入れてつなぎます。
１番ピンには１５V電源から１０ｋ抵抗を入れてつなぎ、４番ピンが発振出力になります。
この回路で発振周波数はいくつになるのでしょうか？
また、７４HC００というものと４０１１Bは一体どこが違うのですか？
また、一般的に模型用DCモータを回転制御（パルス制御）させる場合、発振周波数はどの程度にするのでしょうか？
なお、これは当方の「趣味の分野」でお聞きしています。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

文字から回路図を起こすのが面倒なので省略しますが
回路は合ってますか？　一段不足では？

一般的なＣ－ＭＯＳの発振回路として説明しますと
Ｔ＝２．２ＣＲ
ｆ＝１／Ｔ
として周波数は計算できますが、誤差に要注意です。

74HC00と4011Bの比較では74HC00の方が高い周波数まで安定しています。

模型用DCモータですが、モータによってはPWMが効かない（効きにくい）
コンデンサ内蔵の物なども有りますが
一般的には、1020kHzで制御するのが良いと思います。

お礼

大変ありがとうございます。「一段不足」ということはゲートを２個ではダメで、３個使うということでしょうか。実験したら３個使うと安定しましたが・・・。また本には「使っていない４個目のゲートの未入力端子は＋につなぐのが誤動作しないためにいい。」と書かれておりましたが、そうしなくても（どこにもつながなくても）安定発振しているように思われました。つなぐ必要があるのでしょうか？
ご回答内容はとてもありがたく理解できました。
今後ともよろしくお願い致します。感謝、感謝。

回答No.3

noname#230359

> ３段目は反転させているだけなのに
結果的に反転するだけで、実は波形を整形（矩形波）しています。
オシロがあると良くわかるのですが・・・　残念！

空きピンの処理については仰るとおりでＯＫです。
極限まで最適化する必要が無ければあまり気にすることはありません。

未使用の出力端子は何もしなくてＯＫです。

お礼

plus様。この度はいろいろ教えていただきまして、大変ありがとうございました。専門知識のない私でもわかりやすくご教示いただき、とても勉強になり感謝しております。教えていただいた事を参考にして何か趣味で作って見ようと思っています。まだお聞きしたい事もあるのですが（今回の回路をちょっともじってＰＷＭでＤＣモータ回転数調節する場合のＤＵＴＹ比変更回路などなど）別の機会にゆずるとして、今回は一旦終了させていただきます。
誠にありがとうございました。今後ともよろしくお願い申し上げます。

回答No.2

noname#230359

> 実験したら３個使うと安定しましたが・・・。

・・・。←ここが想像できない。知りたい！

C-MOSの場合３段発振が基本です。
波形を見ると良くわかりますのでオシロで見てみましょう。

空きピンについては、電源かグランドに固定してください。
これも基本です。最近の物は壊れにくいですが、
強いノイズなどで壊れたり、誤動作の原因になります。

お礼

早速のご教示ありがとうございます。「・・・」の意味は３段目は反転させているだけなのに、必要無いのではないか、２段でいいのではないか、という意味でした。あやふやな書き方で申し訳ありませんでした。
当方、ほとんど素人なので、オシロなんていう物は持っていません。
また、「空きピンについては、電源かグランドに固定」とのご教示ですが、ある本によりますと「未使用の入力端子はＡＮＤやＮＡＮＤは電源へつなぎ、ＯＲやＮＯＲはグランドにつなぐようにする。」と書かれておりましたが、そんな神経質にならず、電源かグランドにつないでおけばいいということなのでしょうか？
また、未使用の出力端子も同じようにつないでおくのでしょうか、それともつながないのでしょうか？