「電子工作：電子回路を設計する：回路図を描く」についてご紹介｜「電子工作/修理/メンテナンス」

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今回は、「電子工作：電子回路を設計する：回路図を描く」についてご紹介します。

電子回路を作るときに最も重要なことは、いま作ろうとしている回路の動作原理と設計手順が理解できているという点です。作り終わったときの配線チェックや、もし動かなかったときの原因を考えることができ、修理が容易になるからです。

ただし、電子回路という分野は、古くからの基本回路を変更したり、組み合わせたりすることによって、数え切れないほどの電子回路を設計することができます。また、そもそも電子回路の中で伝達されているさまざまな電気信号は目に見えないものです。

そこで「ゼロから作る」立場から、高価な計測器や器具を必要としない電子回路を1つだけ選ぶことにしました。それは、「無安定マルチバイブレータ」と呼ばれる発振回路です。

無安定マルチバイブレータは、小信号タイプのトランジスタを2つ使ったもので、電源投入と同時にパルス波形の発生が始まるひじょうに基本的な発振回路です。しかし、「なぜ発振するのか?」をやさしく説明するのが意外に大変です。

最初は、基本的な回路構成を描いた後、動作の様子を直接、ランプの点滅で見ることができるように改造し、必要な部品を選んでいきます。

まず、テーマとして選んだ無安定マルチバイブレータの回路構成を描いていきます。回路構成を表現した図のことを回路図といいます。

上記が、無安定マルチバイブレータです。回路図は、電子回路を抽象的な記号の組み合わせで表現した図面です。回路図の構造はいたってシンプルで、電子部品を表す「図記号」を、配線を表す「線」と接続点を表す「黒丸」で接続した図面です。「黒丸」は、点ではありません。正円を描いて、きちんと黒く塗りつぶします。

回路図を描くときは、電源電流を川の水に見立てます。図の上方は上流、下方は下流です。

回路図（無安定マルチバイブレータの回路構成）の場合、一番上の白丸は電源、一番下の斜線記号2つはグラウンド(OVライン)を意味します。電源から流れ出た電流は、4つの抵抗器と2つのトランジスタを経由して、グラウンドに到達することがわかります。

線と線が交差している部分が1箇所だけあります。アルファペットのXの形をした部分です。これは、立体的に電線が交差していることを表します。電気的にはつながっていません。ここに、黒丸が描かれていないことが重要です。逆に、黒丸の大きさがまちまちだったり、極端に小さかったりすると、配線作業のときに誤った判断をすることになります。

電子回路では、主要な信号が左から右に流れるように描くことが原則です。この原則を心得ていれば、どんなに複雑な回路図であっても、まず左端から動作原理を考えることができます。

また、この原則は配線作業にもあてはまります。左端には信号の発生源があるわけですから、左から段階的に作業を進めることで、作業途中での動作テストを行うことができます。着実に完成へと近づくことができるわけです。

では、回路図（無安定マルチバイブレータの回路構成）は原則に基づいて描かれているでしょうか?

無安定バイブレータは、正確に左右対称の形をもつ数少ない回路構成の1つです。本来は、1箇所からパルスを発生させてそれを利用するが目的のディジタル回路ですから、左右の白丸のうち左側を削除すると、原則にあてはまることがわかります。

また、電子回路の中には、ループ状になっていて、下記（鋸歯状波(のこぎり波)発振回路のループ）のように回路図の右方向からUターンすることもありますから、すべての信号が左から右へ流れていくわけではありません。しかし、配線作業で段階的なチェックをするためにも、主要な信号経路は、左から右へ流れるように描くことが重要です。

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