こちらの回路（http://bbradio.sakura.ne.jp/555_03/555_03.html）第１図にて、S2がONの状態で、S1をONにすると、LMC555のトリガーに対して、一瞬だけLowになってそのあとHighになるというのがなぜなのかわかりません。さらに、S1をOFFにしてから、ONにすると、再度、同じ挙動をするというのがなぜなのかわかりません。コンデンサの充放電が発生しているためだと思うのですが、詳細な挙動がよくわかりません。詳しい挙動を教えていただきたいです。

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hajimetkさんはじめまして。ようこそいらっしゃいませ。

コンデンサC1の充放電の様子を把握するには、
そのためには不要な要素を無視すると解り易いです。

S1がオフの状態では、R1,R2,C1とそれらをつなぐ配線だけで
良いです。C1の両端はそれぞれ、R1,R2を通じて同じ点に
つながっていますし、どこからも電流の流入・流出は
ありません。よってC1の両端は同電位、電位差0Vです。

ここまでは、大丈夫でしょうか？

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のような状態をおっしゃられていますか？
電流が流れていないので抵抗もコンデンサも電圧降下はないので、C1の両端は6vなので、電位差は0vだと理解しました。

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はい、その通りです。C1の両端とも、
電圧源V1のマイナス極を基準に考えると、
電位は6V、電位差0Vです。

コンデンサC1は完全に放電しています。
電位差0Vに充電されていると言い換えた方が、
この後の理解がし易くなります。

スイッチS1を閉じる=オンにすると、
C1左側の電位は0Vになります。
C1は0Vに充電されているので、
右側の電位も0Vになります。

「一瞬だけLowになる」は、この時点での
状態を表現しているのだと思います。

C1の右側はR2の下側とつながっています。
R2の上側電位は6V、下側電位は0Vなので、
R2には電流が流れます。この電流はC1に
流れ込み、C1を充電します。

C1右側の電位が6Vに達すると、電流は流れ
なくなり、充電は終了します。

「そのあとHighになる」は、この時点での
状態を表現しているのだと思います。

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ありがとうございました。
ここまではよくわかりました。
この充電状態の後、S1をOFFにして、再度、ONにすると、
また、一瞬LowになってHighに戻るのですが、これが、さっぱりわかりません。S1をOFFにしても放電されませんよね？

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S1を開く=オフにすると再び、
回路図左上の小さなループだけで考える事ができます。
C1に充電された電荷は、直列に接続されたR1,R2を通じて
放電され、C1両端の電位差は0Vに向かいます。

余談になりますが、電位で考えると…
S1を開く=オフにした直後は、C1両端の電位差は6V
ですので、R1,R2に電流が流れて、6Vの電圧降下が
生じますよね。R1とR2の抵抗値は等しいので
電圧降下も等しく、3Vずつです。

回路図に赤ペンで電圧・電流の向きを記入してみてください。
C1の電位差は右側が+、左側が-で、その差は6Vです。

C1右側から始まって、反時計回りに電流が流れて、
C1左側に戻ってきます。

R2の電圧降下は下側が+、上側が-で、その差は3Vです。
R1の電圧降下は上側が+で、下側が-で、その差は3Vです。

さてさて、電位で考えると、
R2上側の電位は6Vですよね？下側はそこより3V高いので、
9Vになります！電源電圧より高くなっている！！

R1上側の電位も6Vで、下側はそこより3V低いので、
3Vになります。

電源電圧を超える電圧が入力されると…555は大丈夫なのかな？
ICによっては壊れる恐れもあります。

さらに余談ですが、コンデンサとスイッチを組み合わせて、
電源電圧よりも高い電圧や、極性が逆の電圧を作り出す応用回路は、
チャージポンプと呼ばれています。電磁誘導を利用するスイッチング
電源と比べて、小型で低ノイズな特長を持つ反面、電流がほとんど
取り出せない弱点があります。

回路シミュレーターを使って波形とかをお見せできるといいのですが、
来週あたりまでお時間をいただけましたらと思います。

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電流が流れるところで考えればよかったのですね。
電圧がかかっているので放電しないと思い込んでました。電圧と電流がごっちゃになっててよくわかってなかったということですね。
すっきりしました。
どうも、ありがとうございました。

その上で、電位を考えると、LMC555のトリガーに、一瞬だけ9Vがかかることになるのですね。
添付のLMC555のデータシートのp.3に、絶対最大定格というのがあり、そこに、入力電圧Vtrig,Vres,Vctrl,Vthreshがあって、-0.3v〜Vs+0.3vとありますので、この場合、トリガーには、最大6.3vまでということになるのでしょうか？
(加筆）
それとも、電源電圧が最大15vとありますので、15.3vまでということなのでしょうか？

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五月雨ですいません。
この回路の参考としたサイト（http://www.doctronics.co.uk/555.htm#triggering）を見ると、ダイオードが入っています。一瞬だけ9vかかるのを防ぐためだということが理解できました。
(加筆)
でも、ダイオードも電圧降下がありますよね？どこかで見ましたが、最大１ｖだと。しかし、ダイオードがないと、電源の1.5倍の電圧がかかるので、電源を大きくしていくと、555の定格を超えるから、あるほうがよいのでしょうね。
ここをダイオードでなく、短絡したらどうなるのだろう？とか、素人の疑問は色々とつきないのですが、qucsにて、回路シミュレーションにチャレンジしてみて、色々とやってみます。

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質問とは別ですが、
iphone5(ios7)のsafariで見ると、[Res]が見あたらず、PCでしか返信できないので、少々不便だと思いました。
この掲示板の仕様なら仕方ないですけど。

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回路シミュレータでの回路図です。

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シミュレーション結果です。

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さてさて、シミュレーションではスイッチとして、トランジスタを使用しました。Q1,V1,R3はまとめてスイッチと考えてください。最初にご提示いただいたサイトでも、図2でトランジスタを使用しています。

回路図中、緑色の矢印が指している点が、555のトリガー入力につながるのでしたね。次図のグラフ上の波形は、この点での電圧の変化を表しています。グラフ横軸が時間…単位はs（秒）、縦軸が電圧…単位はV（ボルト）です。

0.2秒の時点でスイッチをオンしています。一瞬だけ0V（Lowレベル）になって、そのあと6V（Highレベル）に戻っていますね。よく見てみると、0.2秒の時点で0Vになって、0.21秒あたりの時点では最終値(6V)の6割程度…だいたい4Vまで戻っているのが判りますでしょうか？

0.2秒から0.21秒の時点までは0.01秒、10ミリ秒で、これはC1の値（0.1μF）とR2の値（100kΩ）を掛けた値です（接頭辞に注意してください。0.1μFは0.1×10の-6乗F、100kΩは100×10の3乗Ωです。掛け算すると10の-3乗秒ですね）。これは「時定数」と呼ばれます。難しい定義では、「1次遅れ系における、最終値の約63.2%に達するのに要する時間」だそうです。

0.8秒の時点でスイッチをオフしています。一瞬だけ9Vに達するのも先日ご説明した通りですね。そのあと6Vに戻ります。この時に要する時間も先程と同じです。

これらの時間を短くするにはCとRいずれか、あるいは両方の値を小さくすればよく、長くするには大きくすればよいわけです。実際の回路中では他の制約があったりして、そんなに自由にはいかないことがほとんどだったりします。

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あ〜、やっぱり555も例外ではないようですね。大抵のICは入力電圧範囲がGND-0.3V〜VCC+0.3Vになっています。なんでかって言うと、この範囲を超えると、ICに内蔵されている保護ダイオードが導通して、こっちに流れ始めますよって電圧なんです。

先にタネ明かしをしてしまいましたが、大抵のCMOS ICの入力端子には保護ダイオードが内蔵されています。このダイオードが壊れない限りは、過電圧が掛かっても支障ないはずです。今回の例では、発生した9VはR1を通じて流れます。R1は100kΩという高い抵抗値なので、電流はごくごくわずかなものですので、まあ大丈夫でしょう。

ただ、どこまでがセーフでどこからがアウトかと言うと、ほとんどのICのデータシートにはその記載がありません。ですので念のためダイオードをつけておこうという考え方にも同感できます。

qucsですか。いろいろなソフトウェアが無償で提供されるようになって、その点では良い時代ですね。内部はPSpiceのようですので、先程お示ししたのと同じ結果が得られると思います。CやRの値を変えたりして、ぜひいろいろ試してみてください。

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じぇじぇじぇ！
いまどきIOSでの不具合は放置できないですよね。
ご報告、ありがとうございます。
運営に相談してみます。

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