TC74HC4040APについて教えて下さい

質問

こんにちは。
電子工作の初心者です。
TC74HC4040AP（12-Stage Binary Counter）のことで解らないことがあるので教えて下さい。

テスト用に、いろんな周波数を同時に出力できる簡易型のクロックジェネレーターを作りたいと思い、TC74HC4040APの各ビットをクロック発生源にしようと考えました。
（正確なクロックを与えてやれば、入力クロックをカウントに合わせてビットが反転し、各ビットの周波数は順次半分になると期待）

そこでブレッドボードにクリスタルオシレーターの出力をTC74HCT04APを通してTC74HC4040APのCKピンに接続する回路を組んで、TC74HC4040APの出力ピンの周波数をテスター（秋月のMETEX P16）で測ったところ次の値になりました。
※回路の電源はスイッチングＡＣアダプター（16V）を３端子レギュレータ（NJM2391DL1-05）で5Vにしたものを使用しています。

【クリスタルオシレーター:46.6MHz】
Q1:23.3MHz
Q2:11.6MHz
Q3:5.826MHz
Q4:2.925MHz
Q5:1.94MHz
Q6:0.728MHz
Q7:0.3642MHz(364.2KHz)（カッコ内の表示はテスターの表示です。以下同じ）
Q8:0.1821MHz(182.1KHz)
Q9:0.0914MHz(91.4KHz)
Q10:3.6MHz ※45.7KHz
Q11:18.3MHz ※22.85KHz
Q12:33.4MHz ※11.425KHz

※は期待値

【クリスタルオシレーター:11.8MHz】
Q1:5.887MHz
Q2:2.943MHz
Q3:1.472MHz
Q4:0.736MHz
Q5:0.368MHz(368KHz)
Q6:0.184MHz(184KHz)
Q7:0.092MHz(92KHz)
Q8:0.046MHz(46KHz)
Q9:0.02537MHz(25.37KHz)
Q10:0.3108MHz(310.8KHz) ※12.685KHz
Q11:0.865MHz ※6.34KHz
Q12:0.629MHz ※3.17KHz

Q1～Q9までは順次半分の周波数になっているので予定通りなのですが、Q10～Q12はデタラメ（？）な値になっています。
IC（TC74HC4040AP）を変えても同じような結果になったので測り方が間違っているだけで多分結果はこれで良いのではないかと思っていますが今ひとつスッキリしません。

Q10～Q12はなぜこんな表示になってしまうのでしょうか？

【秋月のMETEX P16】

◆手帳型のポケット・デジタルマルチメーターです。
◆オートレンジデジタル液晶表示６０００カウント
◆自動電源オフ、データホールド
■各レンジの幅
・DCV： 600mV～600V
・ACV： 600mV～600V
・DCA： 600μA～600mA
・ACA： 600μA～600mA
・抵抗値：600Ω～60MΩ
・周波数：6000Hz～60MHz
・容量測定： 6000pF～6000μF
・ダイオードチェック・導通試験ブザー
・電源：LR44バッテリー2個付き

回答No.1

inara1 · ベストアンサー

TC74HC4040APの最大クロック周波数はVcc=4.5Vのとき 30MHz です [1]。Vcc=6V にすれば 35MHz まで動作しますが、44.6MHzの信号ではまず動作しないでしょう。クロック周波数が 11.8MHz ならちゃんと動作するはずですが、それでも Q10～Q12 が誤動作するのは、TC74HC4040APの電源端子（16pin）とGND（8pin）間のパスコン（バイパスコンデンサ）の効きが悪いためと思われます（パスコンは入ってますね？）。GNDパターンをベタの銅箔にして、パスコンのリード線も極力短くして、最短距離で 電源端子→パスコン→GND という経路となるようにしてください。パスコンはどのような種類で、容量は何μFのをお使いですか？ 高い周波数がきちんと測定できているので、METEX P16側は問題ないと思います。

[1]　TC74HC4040APデータシート（５ページ）　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC4020AF_TC74HC4040AP_ja_datasheet_071001.pdf

お礼

補足の再編集ができなかったのでこちらに追記します。
ベタの銅箔を試してみましたが効果ありませんでした。
あと電源ラインに30KHz程のノイズがあったので低ESRの電解コンデンサを追加して10KHzまで下げたのですがあまり効果が見られませんでした。
他に何か試すことはありますでしょうか？

※そもそもブレッドボードで組んでいるのが間違いでしょうか？
高い方の周波数は測れているので低い方が狂うというのはちょっと納得いかないのですが・・・

補足

ご回答ありがとうございます。
1ページ目の「高速動作 : fmax = 73 MHz (標準) (VCC = 5 V)」を見て大丈夫だと思ってしまっていましたが、5ページ目だと確かに駄目っぽいですね。
早速、TC74VHC4040Fに変更しました。
パスコンは入れていなかったので、8pinと16pinに0.1uFを入れました。
これら二つの対策をしましたが、状況は改善されませんでした。（相変わらず低い方の周波数はデタラメな表示です。）
4MHz,1.308MHｚのクロックも試してみましたがやはり低いほうはおかしな表示になってしまいます。

【クリスタルオシレーター:4MHz】
Q1:2MHz
Q2:1MHz
Q3:499KHz
Q4:249KHz
Q5:125KHz
Q6:62.5KHz
Q7:35KHz
Q8:130KHz ？

【クリスタルオシレーター:1.308MHz】
Q1:0.654MHz
Q2:327KHz
Q3:163.5KHz
Q4:81.7KHz
Q5:40.87KHz
Q6:43.24KHz ？

銅箔がなかったのでGNDをベタの銅箔にすることはまだ試していません。

回答No.13

inara1

＞結局水曜まで出張になってしまいました
お疲れ様でした。

＞５VのACアダプタを買ってきて発振していないことを確認後、周波数測定器や、問題の回路に繋いだところ、共に正常動作
なーんだですね。

＞今回の失敗で多くのことを学ぶことができ自分自身では大いに満足しております
いい経験でしたね。でも今回なぜ三端子レギュレータが発振したのでしょうかね（原因が分かっていないと同じ過ちを繰り返す恐れがあります）。パスコンでしょうか。三端子レギュレータのIN-GND間に0.1μF程度のパスコン（積層セラミック）を最短距離で入れるというのは定石ですので、パスコンは必ず入れるようにしてください。

＞調べる過程でロジックアナライザーやオシロスコープが欲しくなりましたが、せっかくなので自作してみたい衝動に駆られています（笑）
オシロを自作とは！
秋月のSDS-200A（\67000）はどうでしょうか（http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22M-00556%22&s=popularity&p=1&r=1&page=）。ちょっと高いですが、アナログ帯域200MHzなので数十MHzの波形観測でも大丈夫です。分解能が9ビット（縦軸512分割）とちょっと小さいですが、電圧レンジが10mV～10V/div と広いのでアナログ用にも使えます。電子工作をなさるのならオシロの１台くらい持っていたほうがいいです。

ちなみに、私が持っているオシロはテクトロのTDS3032（http://infrared.als.lbl.gov/content/PDF/equipment/Tektronix_TDS3052_Data_Sheet.pdf　の2ページ）ですが、アナログ帯域300MHz、分解能が9ビット、電圧レンジが1mV～10V/div なので、SDS-200Aとあまり変わらないですね。波形を平均化したり、周波数を読んだり、立上がり・立下り時間を計測できますが、普通のデジタルオシロはこれくらい当たり前ですね（SDS-200Aでもできるかも）。

ところで、今回、何のために簡易型のクロックジェネレーターを作っていたのでしたっけ？

＞またお世話になると思いますが、どうぞよろしくお願いします
また質問してください。

お礼

＞いい経験でしたね。でも今回なぜ三端子レギュレータが発振したのでしょうかね（原因が分かっていないと同じ過ちを繰り返す恐れがあります）。
確かにそうですね。
失敗です、もうバラしてしまいました・・・
PICの電源として基盤に組んだりもしていたICだったので問題ないと思っていたのですが思わぬ伏兵でした。
時間があったらまた同じ回路を組んで確かめて見たいと思います。

＞電子工作をなさるのならオシロの１台くらい持っていたほうがいいです。
私も今回凄く欲しくなって自作も考えたのですが、先ほどヤフオクで岩通SS-5702を落札しました。
DC-20MHzとのことですが何も無いよりはマシかなと（笑）
でも自作も引き続き検討してます。

＞ところで、今回、何のために簡易型のクロックジェネレーターを作っていたのでしたっけ？

えっと、、、なんでしたっけ・・・（笑）

この質問は締め切らせて頂きます。
大変お世話になりました。
また次の質問でよろしくお願いします。

回答No.12

inara1

＞もっとも一緒にGNDも下がれば問題ないのでしょうが
GNDを基準に測定しているのならGND電圧の変動は関係ありません、と言いたいところですが、GNDの配線が細かったり長かったりすると、そのインピーダンスによって、電源のGND端子とICのGND端子とP-16のGND端子（黒）との間に電圧差（ノイズ）が発生し、正しい周波数測定ができない場合があります。周波数測定ではP-16のリード線を4040のGND（7pin）に直に当ててください（リード線でICのpin間をショートさせないように注意）。

＞スイッチングＡＣアダプタ（16V）→ 7805 → NJM2845DL1-05 →　回路　となっています
同じ出力電圧の三端子レギュレータを直列接続するというのはあまり良くないと思います（私はやったことないです）。２段目（NJM2845DL1-05）は低ドロップアウトタイプですが、入力電圧＞出力電圧+0.18V でないと定電圧動作しません（入力電圧がそのまま出力に出てくる）。電源回路は疑っていませんでしたが、念のために以下の確認をお願いします。

　　（１）　NJM2845DL1-05の入力端子-GND間に0.1μF程度のコンデンサは入ってますか？出力端子-GND間にも数μFのコンデンサは入っていますか？
　　（２）　回路が動作している状態で、 NJM2845DL1-05の入力電圧と出力電圧を P-16 のDC電圧モード（Ｖの位置）で測定してみてください。テスターのリード線の一方（GND側）はNJM2845DL1-05のGND端子（放熱板）に当てて測定してください。入力電圧と出力電圧の差は0.18V以上ありますか？　出力電圧は安定していますか？
　　（３）　回路が動作している状態で、 NJM2845DL1-05の入力電圧と出力電圧を P-16 のAC電圧モード（Vの位置にしてSELを押す）で測定してみてください。テスターのリード線の一方（GND側）はNJM2845DL1-05のGND端子（放熱板）に当ててください。AC電圧はどれくらいですか？
　　（４）　回路が動作している状態で、 4040のVcc（14pin）とGND(7pin）間のAC電圧を測定してみてください
　　（５）　回路が動作している状態で、 NJM2845DL1-05のGND（NJM2845DL1-05の放熱板）と4040のGND(7pin）間のAC電圧を測定してみてください

スイッチング電源のスパイクノイズが電源ラインに乗っている可能性もありますが、P-16のAC電圧で測定できるのは、せいぜい10kHzまでです（実測しました）。もしスイッチングノイズが乗っていてもP-16では測定できません。オシロスコープがあると誤動作の原因がはっきりすると思うのですが・・・数十MHzの矩形波を見るにはアナログ帯域が200MHz程度のオシロスコープが必要ですが、これくいらいの帯域のものは高価（20万円以上）ですね。
　　秋月のオシロ　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?c=oscillo

＞試してみましたが効果ありませんでした
そうですか。

お礼

回答が遅くなり申し訳ありませんでした。
結局水曜まで出張になってしまいました。

結論から言いますと、電源のノイズが問題でした。
周波数測定器を作成している過程でLCDのバックライトが電源ON後しばらくして暗くなる事象に悩まされたのですが、原因を探るうちそもそも電源が発振しているということに気付きました。
しかも凄く発熱していました。（汗；）

秋月から５VのACアダプタを買ってきて発振していないことを確認後、周波数測定器や、問題の回路に繋いだところ、共に正常動作。
お騒がせして大変申し訳ありませんでした。

しかし、今回の失敗で多くのことを学ぶことができ自分自身では大いに満足しております。

調べる過程でロジックアナライザーやオシロスコープが欲しくなりましたが、せっかくなので自作してみたい衝動に駆られています（笑）

またお世話になると思いますが、どうぞよろしくお願いします。

回答No.11

inara1

＞マンションのインターネット回線が故障
大変でしたね。ウチのマンションは大丈夫です（会社でもこのサイトは見ているのですが会社からは回答できません）。

＞例えば電源電圧に0.08Vの揺らぎがあると1Hzとカウントしてしまうと考えることも可能でしょうか？
いえ、テスターで測定している波形の最大電圧と最低電圧の差が0.08V以上あれば測定できるという意味です。ただし、乱れた波形を測定した場合には誤った測定をする可能性があります。

＞15MHzにするためにはR=1K、C=30pF位にすれば実現できるのでしょうか？
インバータにTC74HC04APを使い、C = 100pF（ディスクセラミックコンデンサ）、R を10kΩの可変抵抗（25回転）にして、R の値を変えて発振周波数を調整しました。この発振回路はTC74HC04APのりード線に抵抗やコンデンサを直にハンダ付けする空中配線で作りましたが、TC74HC04APの電源（14pin）とGND（7pin）間には0.1μFのパスコン（積層セラミックコンデンサ）を最短距離で入れています。R を小さくして16MHz以上にすると発振しなくなりました。発振回路は以下のような配線です。

TC74HC04AP
pin番号→　1　　　　2　　　3　　　　4　　　5　　　　6
　　┌ 1kΩ ─┤＞○─┬─┤＞○─┬─┤＞○─ 出力
　　│　　　　　　　　　　　│　　　　　　 │
　　│　　　　　　　　　　　├──┐　　 │
　　│　　　　　　　　　　　↓　　　│　　 │
　　│　　　　　　　　　┌ 100kΩ ┘　　│
　　│　　　　　　　　　│　　　　　　　　　│
　　└──────┴── 100pF ─┘　
　　　　　　5V
　　　　　　│
pin番号→│14　　13　　　12　　11　　　　10　　　9　　　　8
　　　　　　└───┤＞○───┤＞○────┤＞○─ OPEN

＞表示がおかしくても少なく表示されるだけということですね
そうです。入力信号より高い周波数は表示されませんでした。

＞TC74VHC4040FとTC74HC4040APがありますがカウント部にはTC74VHC4040Fを変換基板を使って基板に直付けしてます
型番に「74（Ｖ）HC」と入っていれば高速タイプなので大丈夫です。

しばらくは平日（仕事）なので74HC4040APを使った実験ができないのですが、今度の土日に実験してみます。この質問はこのままにしておいて、いろいろ情報交換しましょう。

補足

急遽、日曜まで地方に行くことになりました。
もしかすると何もお返事できないかも知れませんのでご了承ください。

＞＞例えば電源電圧に0.08Vの揺らぎがあると1Hzとカウントしてしまうと考えることも可能でしょうか？
＞いえ、テスターで測定している波形の最大電圧と最低電圧の差が0.08V以上あれば測定できるという意味です。

IC）の出力は電源ピン（14番ピン）がそのまま出力されているよう（http://www.semicon.toshiba.co.jp/openb2b/websearch/productDetails.jsp?partKey=TC74VHC4040F　４ページですので、電源の電圧が揺らぐと出力も揺らぐので結果的にカウントされてしまうのかなと考えてしまいました。もっとも一緒にGNDも下がれば問題ないのでしょうが、テスト用電源の安定性に自信がなくこのような質問になりました。

電源は
スイッチングＡＣアダプタ（16V）→ 7805 → NJM2845DL1-05 →　回路
|<---------- 自作テスト用電源 ------>| |<--- 今回の回路 ------>

※7805の正確な型番は忘れました。
※NJM2845DL1-05（ロー・ドロップタイプ３端子レギュレータ　５Ｖ ８００ｍＡ）

となっています。
7805で5VにしているのにNJM2845DL1-05を入れているのは無駄なのかも知れませんが基板に組む時は念のためにいつも入れてます。

＞テスターのリード線の赤色と黒色を互いによじって、ツイストペア線のようにしてみると、外来ノイズに強くなるかもしれません。

試してみましたが効果ありませんでした。

回答No.10

inara1

P-16の性能を調べました。
回答番号No.7で、P-16は6kHz未満は感度が悪いと書きましたが間違いでした。1Hzまでちゃんと測定できます。1Hz～15MHzの範囲で感度もほぼ一定です。周波数の測定精度も最下位が最大で1つ違う程度です。安い割りに良いテスターです。以下に測定結果を示します。入力波形は矩形波です。

周波数　測定可能な最低振幅(peak-to-peak）
1Hz　　　0.08V
2Hz　　　0.11V
5Hz　　　0.12V
10Hz　　0.12V
20Hz　　0.13V
50Hz　　0.12V
100Hz　0.13V
200Hz　0.14V
500Hz　0.14V
1kHz　　0.14V
2kHz　　0.14V
5kHz　　0.14V
10kHz　0.14V
20kHz　0.14V
50kHz　0.14V
100kHz　0.15V
200kHz　0.15V
500kHz　0.15V
1MHz　　0.24V
2MHz　　0.22V
5MHz　　0.21V
15MHz　0.2V

1Hz～500kHzは任意波形発生器の信号を使い、1MHz～15MHzは回答N.7で紹介したインバータ発振器による信号です（74HC04APを使ったので15MHzが限度でした）。測定可能な最低振幅というのは、信号レベルを徐々に落としていって表示がおかしくなる振幅です（振幅はオソロスコープで見ています）。1MHz未満の周波数領域では、最低振幅を下回ると表示が突然数Hz～数十になるので境界が割合はっきりしていますが、1MHzより高い周波数で信号レベルを小さくしていくと、最低振幅を下回ったところから表示値がだんだん小さくなってきて、さらに信号レベルを下げると表示がおかしくなります。ただし、表示がおかしくなっても、入力信号の周波数より高い周波数が表示されることはありませんでした。また、信号の振幅が10Vppと大きい場合も表示がおかしくなることはありませんでした（500kHz以下でしか確かめていません）。

root4989さんの最初の結果に戻りますが、入力信号の周波数より高い周波数が表示されるというのは、分周される前の信号がテスターのリード線に飛び込んでいるためではないでしょうか。テスターのリード線の赤色と黒色を互いによじって、ツイストペア線のようにしてみると、外来ノイズに強くなるかもしれません。

確認ですが、4040はTC4040BPではないですね。TC4040BPは74HC4040と機能もピン配置も同じですが、動作が遅いので数十MHzでは動作しません。TC4040BPは私の手持ち部品にありましたが、遅いことが分かっていたので、74HC4040を買いました。74HC4040の実験はこれからやってみます。

補足

回答が遅くなり申し訳ありません。
マンションのインターネット回線が故障（共有部分に設置された大元の機械）してしまい三日間まったく使えませんでした。
せめて共有部分までは、二重化とまでは言わないまでも即日復旧できる体制をとってもらいたいものです。
このプロバイダーはモデムも故障して復旧したばかりだったので、安かろう悪かろうなのかと心配しています・・・

本題に戻ります。

＞P-16の性能を調べました。
お忙しいところお手数をお掛けし申し訳ありません。
また、わざわざ細かい測定までして頂き大変ありがとうございます。

＞周波数　測定可能な最低振幅(peak-to-peak）
1Hz　　　0.08V

最低振幅はGNDに対する電圧変化と考えればよろしいのでしょうか？
例えば電源電圧に0.08Vの揺らぎがあると1Hzとカウントしてしまうと考えることも可能でしょうか？
（逆に、0.08V未満の揺らぎに対しては結果が不定になってしまう）

＞1Hz～500kHzは任意波形発生器の信号を使い、1MHz～15MHzは回答N.7で紹介したインバータ発振器による信号です（74HC04APを使ったので15MHzが限度でした）。

15MHzにするためにはR=1K、C=30pF位にすれば実現できるのでしょうか？
C、Rはどこまで小さくすることが可能なのでしょうか？
（回答N.7の回路でRとCの下限値は如何程か教えて下さい。）

＞1MHz未満の周波数領域では、最低振幅を下回ると表示が突然数Hz～数十になるので境界が割合はっきりしていますが、1MHzより高い周波数で信号レベルを小さくしていくと、最低振幅を下回ったところから表示値がだんだん小さくなってきて、さらに信号レベルを下げると表示がおかしくなります。ただし、表示がおかしくなっても、入力信号の周波数より高い周波数が表示されることはありませんでした。

表示がおかしくても少なく表示されるだけということですね。

＞root4989さんの最初の結果に戻りますが、入力信号の周波数より高い周波数が表示されるというのは、分周される前の信号がテスターのリード線に飛び込んでいるためではないでしょうか。テスターのリード線の赤色と黒色を互いによじって、ツイストペア線のようにしてみると、外来ノイズに強くなるかもしれません。

早速試して見ます。

＞確認ですが、4040はTC4040BPではないですね。TC4040BPは74HC4040と機能もピン配置も同じですが、動作が遅いので数十MHzでは動作しません。TC4040BPは私の手持ち部品にありましたが、遅いことが分かっていたので、74HC4040を買いました。74HC4040の実験はこれからやってみます。

手持ちにはTC74VHC4040FとTC74HC4040APがありますがカウント部にはTC74VHC4040Fを変換基板を使って基板に直付けしてます。
しかし、基板のサイズの関係で入力部分にTC74HCT04APを使っているためテストは10MHz以下でするようにしています。

回答No.9

inara1

間が空いて済みません。
どうも納得がいかないので、TC74HC4040AP（HCTではない）とP-16を買ってきました。明日実験してみます。

こちらにはデジタルオシロスコープ（200MHz）と信号発生器があります。ブレッドボードも銅箔もあります。ロジックICも数十種類常備していますが74HC4040はなかったです。

回答No.8

inara1

＞明日からの３連休でどこまでいけるか楽しみです
私も３連休です。結果を楽しみにしています。

補足

あっという間の三連休でした。
成果としては

１．CMOSインバータによる矩形波発振器はとりあえず完成
２．周波数測定器は一応ハードは作ったもののまだまだ駄目（これからジックリ回路を調べます）
３．簡易周波数発生器（この質問をすることになった奴）はとりあえずOK
という状況です。

CMOSインバータによる矩形波発振器は、試しにブレッドボードで組んだらあっさり動いたのですが、せっかくだからと圧電ブザーとLEDをつけて目と耳で周波数を確認できるようにしようとした為ちょっと時間がかかってしまいました。
最初、発振をインバーターを通してブザー・LEDの入力にしようとしたのですが、そのままでは高い周波数のときに聞こえないのと点灯しっぱなしに見えるので、ここでも4040に登場してもらい1/10位の周波数に落とすようにしました。
しかしブザーの方は期待通りに鳴ってくれるのですがLEDの方はどうもうまくいきません。
ブザーの入力については4040の出力をトランジスターで増幅しているので周波数に合わせて綺麗に鳴ってくれます。。
LEDについてはどうやったらいいのかわからなかったので、こちらの電子蛍（http://www.ops.dti.ne.jp/~ishijima/sei/letselec/letselec6.htm）の回路を参考に、周波数に合わせてある程度電気が溜まったら1回光るようにしたかったのですが、LEDが光るタイミングでノイズのような音がブザーから聞こえてしまうのと、どうも綺麗な点滅ならなくて困っています。
LEDはおまけなのでこのままでも良いのですが、せっかくケースまで作って綺麗に仕上げたので、もう一工夫したいところです。
周波数に合わせて点滅させる回路で参考になるものは無いでしょうか？

周波数測定器の方は計測をPIC＋4040でやりLCDに表示するように作ろうとしたのですが、一応組み立てた後、PICのサンプルプログラムでハードのテストをしたのですが、LCDへの表示がうまくいかないまま時間切れになってしまいました。
こちらについてはもう少し時間をかけてジックリ確認します。

簡易周波数発生器ですが、若干疑問点が残ったもののとりあえず動くようになりました。
というか、やはり測り方に問題がありました。

私はテスターの棒を手で当てて測っていたのですが、この方法では低い周波数の時に正確に測れないようです。
ワニ口クリップでテスター棒とICピンをそれぞれはさんで測ったら低い周波数もちゃんと測れるようになりました。
ただこの場合でも矩形波発振器を信号源にして徐々に周波数を下げながらQ12を計測すると、Q11が5Hzになるあたりでそれまで順調に下がっていたQ12の表示が急に数10KHzに跳ね上がってしまう為、もしかしたらまだ問題があるのかもしれません。
もっとも、この5HzというのはテスターがひとつしかないためQ12が跳ね上がった時にQ11をチェックしたらそうだったという数字で、リアルタイムに確認した訳ではありません。

回答No.7

inara1

＞本職の方でしたか
15年前ですけど。74HCシリーズはその頃にもありましたが息の長いデバイスですね。

＞怖いもの知らずです
それでいいんです。

＞これから1Hz単位まで測定できるように思えます
「Resolution:1Hz」というのは、表示が1Hzきざみで出るというだけで、1Hzまで測定できるという意味ではありません。周波数測定が可能は範囲は 6000Hz～60MHz です。6kHz 未満で突然測定不能になるわけではないですが、徐々に感度が下がって電圧の小さい信号が測定できなくなっていく（表示がおかしくなる）と思います。

＞複数あるとクロスチェックできるので今度購入してみます
こっちは10Hzまで測定きるので、10Hz～100kHzのオーディオ帯域は P-10、それ以上の周波数は P-16 というふうに使い分けるといいと思います。

＞そしたら今度はそのツールの動作を確認するためのツールを作ることになりました。
何のためにそのツールを作っていたのか忘れないでください（笑）

＞上記の仕様からは測定は可能に思えます
P-16 に1kHz未満の信号を入れると表示がおかしくなるはずです。[1] の回路で可変周波数の矩形波発振器を作って、何Hzまで正常動作するか確認したほうが良いと思います。コンデンサC の単位を [F]、抵抗 R の単位を [Ω] としたとき、発振周波数 f [Hz] は f = 1/(2.2*C*R) となるので、以下のように、C を 0.01μF として、R の部分を 100kΩの可変抵抗と 1kΩ の固定抵抗の直列接続にすれば、可変抵抗の値を変えることによって 455Hz から 45.5kHz までの周波数を出せます。
　　　　　　　　　　　TC74HCT04AP

　　┌ 10kΩ ─┤＞○─┬─┤＞○─┬─ 出力（455Hz～45.5kHz）
　　│　　　　　　　　　　　1kΩ　　　　　　 │
　　│　　　　　　　　　　　　├──┐　　 │
　　│　　　　　　　　　　　　↓　　　│　　 │
　　│　　　　　　　　　┌ 100kΩ ┘　　　│
　　│　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　│
　　└──────┴── 0.01μF ─┘　【周波数可変発振器】

[1]　CMOSインバータによる矩形波発振器　​http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/ckt29.htm​

お礼

＞「Resolution:1Hz」というのは、表示が1Hzきざみで出るというだけで、1Hzまで測定できるという意味ではありません。
なるほど・・・
勉強になります。
ありがとうございました。

＞こっちは10Hzまで測定きるので、10Hz～100kHzのオーディオ帯域は P-10、それ以上の周波数は P-16 というふうに使い分けるといいと思います。

低い周波数を測るためにP-10は必要ですね。
今、自分で作ってますが、それ自身が正確かチェックするためにも購入しようと思います。
※そのうちオシロも手に入れたいです・・・

＞何のためにそのツールを作っていたのか忘れないでください
今まで色んなものに挑戦しては横道に逸れまくってます（笑）
でもお陰で最初は本を読んでいてもさっぱり意味が解らなかったことが実際に経験（失敗）すると「あーこれを言ってたのか」と納得できて楽しいです。

＞[1] の回路で可変周波数の矩形波発振器を作って、何Hzまで正常動作するか確認したほうが良いと思います。
[1]　CMOSインバータによる矩形波発振器​http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/ckt29.htm

手持ち部品で作れそうなので早速挑戦してみます。
明日からの３連休でどこまでいけるか楽しみです。

回答No.6

inara1

たぶん秋月のテスターの問題だと思います。

＞当方、趣味で遊んでいるだけなのでお時間のある時にお付き合い下さい
別に怒っているのでなく、頻繁にお答えできないので済みませんという意味でした。
私も趣味でお答えしています。以前は回路設計が仕事でしたが、今は全然違う分野なので、ここでお答えするのが趣味です。

＞初めての部品を使うときには過去一度でまともに動いたことが無かった
私もブレッドボードで動作確認することがありますが、数十MHzはやったことないです（とても動作しないだろうという先入観からです）。

＞数MHzの間は隠れていたものが、周波数が下がると表に出てきたということではないかと思うのですが如何でしょうか？
そのテスターの仕様はちゃんと見ていなかったのですが、周波数範囲は 6000Hz～60MHz とあるので、低い周波数は測定できないようですね。周波数測定での信号レベル（電圧）の範囲が日本語取説に書かれていないですか？　1V未満の小さい信号まで計測できる仕様であれば、内部にAGCアンプが入っているはずが、その場合、低い周波数の矩形波を入れると、その矩形波の高周波成分だけが増幅されるので、矩形波の高調波の周波数を計測している可能性があります。

オシロスコープで波形を見れば一目瞭然なのでしょうが、オシロがないとなると、METEX P16で低い周波数の信号がちゃんと計測されているか疑問ですね。秋月で売っている安いテスターの中に 10Hz～10MHzまで周波数が測定できるものがあります [6]。\1600と安価なので、1MHz未満の信号はこれで測定してみてはいかがでしょうか。METEX P16は全く疑っていなかったのですが、周波数範囲が 6000Hz～60MHz というのが気になります。TC74HC4040APは正常に動作しているのかもしれません。

[6]　ポケット・デジタルマルチメータ　Ｐ－１０　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22M-00137%22&s=popularity&p=1&r=1&page=

＞クリアーを使うときは適当な抵抗でプルダウンすることになると思います
抵抗を介してGNDに落とすというのは、下図のように、スイッチをつけて手動でクリアするためだと思いますが、そういう目的であれば R は 1MΩ でなく、10kΩ 程度にしたほうが良いと思います。

　　　5V
　　　│
　　　○　　スイッチ
　　　○／　 ┏━━
　　　├──┨CLR
　　　R
　　　┷ GND

＞いつも疑問に思っていたのですが、プルダウンする時の抵抗値ってどうやって決めたら良いのでしょうか？
その端子にHレベルの信号が加わったときに、プルダウン抵抗 R に大きな電流（>1mA）が流れず、なおかつ、R ＜100kΩとするのがいいと思います。Vcc = 5V なら、R = 4.7kΩ～47kΩ という感じでしょうか。R が小さいほうがプルダウン効果が大きい（外来ノイズに強くなる）のですが、R が小さいと、Hレベルの信号が加わったときに大きな電流が流れるので、回路全体の消費電流が大きくなります。下図のように、普段はプルアップされていて、スイッチを入れたときにCLR端子をLレベルにするときにも、R = 4.7kΩ～47kΩ とします（このあたりは個人の好みですが、私はもっぱら 10kΩ を使います）。

　　　5V
　　　│
　　　R　　　 ┏━━
　　　│　　　┃＿＿
　　　├──┨CLR
　　　○　　
　　　○／　スイッチ
　　　┷ GND

＞周波数は数Hz～数KHzの周波数を揺れ動いていました。
その周波数は秋月のテスターでは測定できないはずなのでテスターの誤動作でしょうね。

＞こうやってどんどん本来やりたいことから離れて行きます（笑）
本来の目的は何でしょうか。まさか周波数カウンタではないと思いますが。

補足

＞以前は回路設計が仕事でした・・・

本職の方でしたか。どうぞよろしくお願いします。

＞私もブレッドボードで動作確認することがありますが、・・・
私はまったくのど素人なので予備知識がない分怖いもの知らずです（笑）

＞周波数範囲は 6000Hz～60MHz とあるので、・・・
電圧に関する記述は見つけることができませんでしたが次のような記述を見つけました。

Range:6000Hz Resolution:1Hz
Range:60.000MHz Resolution:10kHz
Accuracy:±0.1%+2dgts

これから1Hz単位まで測定できるように思えます。

＞秋月で売っている安いテスターの中に 10Hz～10MHzまで周波数が測定できるものがあります
複数あるとクロスチェックできるので今度購入してみます。

＞抵抗を介してGNDに落とすというのは、下図のように、・・・

丁寧な絵まで描いて頂きありがとうございます。
プルアップの説明も含め、プロの方の選択がわかり大変参考になりました。
私もこれまで特に意味も無く10kΩを使っていたのですが今後は安心して10kΩを使おうと思います。

＞その周波数は秋月のテスターでは測定できないはずなのでテスターの誤動作でしょうね。
上記の仕様からは測定は可能に思えます。
電圧に対する感度の問題でしょうか？

＞本来の目的は何でしょうか。まさか周波数カウンタではないと思いますが。
最初はリモコンを作りたかったのですが上手く動かないためテストデータを作成するためのツールを先に作ろうかと。そしたら今度はそのツールの動作を確認するためのツールを作ることになりました。
まあ、どれだけ遠回りしても誰にも迷惑をかけないので、どんどん遠回りしようかなと思っています（笑）

回答No.5

inara1

また間違いを発見しました（トホホ）。
【誤】　C = 100pF (1nF）
【正】　C = 1000pF (1nF）

回答No.4

inara1

間違いがありました。
【誤】　74VHC04を２個使えば発振器が作れます
【正】 VHCは間違いです。HCTでも発振器は作れます（最高発振周波数が違うだけ）。C*R の値を変えれば発振周波数を変えられるので、どの周波数まで動作するか、この回路で見てみるのもいいかもしれません。

ところで、74HCT04は6回路入りのインバータですが、使っていないインバータの入力端子はVccかGNDにちゃんと落としていますか？