NJM555（またはNE555）は、非常に広く使われているタイマーICで、積分回路やPWM（パルス幅変調）回路を簡単に実現できます。この記事では、NJM555を使用した積分回路での三角波生成と、それを基にした単純PWM方式のD級アンプのスイッチング周波数について考察します。実験的に組んでみようと考えている方への参考となるように、スイッチング周波数の予測方法を解説します。
NJM555を使った三角波生成の仕組み
NJM555（NE555）を使った積分回路では、三角波の生成が可能です。基本的に、NJM555はアステーブルモードで動作し、充放電を繰り返すことで三角波が得られます。充電と放電の時間を制御するために、外部に接続する抵抗とコンデンサの値を調整することが必要です。
三角波を生成する際、NJM555の周期は、RC回路の時間定数に依存します。この周期を基にして、スイッチング周波数が決まるため、抵抗値とコンデンサの選定が重要となります。
PWM方式のD級アンプ構成
次に、NJM555で生成した三角波をPWM信号として利用し、D級アンプに適用する方法についてです。D級アンプでは、入力信号をPWM方式に変換し、その信号を使ってスイッチング素子（MOSFETやIGBTなど）を駆動します。このとき、PWM信号の周波数がアンプのスイッチング周波数に影響を与えます。
PWM信号を用いたD級アンプでは、効率的なエネルギー変換が行われるため、高出力を得ることができます。NJM555の三角波を利用して、スイッチング周波数が高くなることで、出力の音質や動作効率に良い影響を与えることが期待されます。
見込まれるスイッチング周波数
スイッチング周波数は、NJM555の三角波の周期によって決まります。実際の周波数は、RC回路で設定された抵抗とコンデンサの値に依存しますが、一般的にNJM555を使ったD級アンプのスイッチング周波数は、数十kHzから数百kHzの範囲となることが多いです。
例えば、10kΩの抵抗と100nFのコンデンサを使用した場合、NJM555の動作周波数は約10kHzになります。この周波数をPWM信号として利用し、D級アンプのスイッチング周波数として設定できます。もちろん、より高いスイッチング周波数が必要な場合は、抵抗やコンデンサの値を調整して、周波数を上げることができます。
実験的に組んでみる際のポイント
実験的に回路を組む際には、NJM555の動作を確認するために、まず簡単な三角波発生回路を組んで、周波数の測定を行うことをお勧めします。その後、この三角波をPWM信号としてD級アンプ回路に組み込むことで、実際のスイッチング周波数を確認できます。
また、D級アンプのスイッチング素子やフィルタ回路の設計も重要です。スイッチング周波数が高くなると、EMI（電磁干渉）やノイズの影響を受けやすくなるため、十分な対策を講じる必要があります。
まとめ
NJM555を使用して三角波を生成し、PWM方式のD級アンプを構成する場合、スイッチング周波数は数十kHzから数百kHzの範囲で設定することができます。実験的に組んでみる際には、まず基本的な回路を組み立てて、周波数を確認しながら調整していくと良いでしょう。周波数が高くなることで、アンプの効率や音質に良い影響を与えることが期待されます。
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