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我が家がシートに覆われて・・・

2020-05-22      
 4月から始まった輪番での在宅勤務も板に付いてきました。ただ運動不足は否めず、随分とお腹が立派になってしまったと思ったら先週派手にお腹を壊してしまい(原因不明・・・)、そこから少しだけ食を細くしてみたところ、在宅勤務開始前より少し体重が減りました。メデタシメデタシ・・・でいいのかなぁ

 さて、今年はALL JAも出る気を失ってほんの数分ワッチしたのみで終わってしまい、急にエビを飼ったりもしてみましたが(因みに元気に育っていますよ、何れ別記事にしましょうかね)、やはりコンテストは楽しいもの・・・と、WW WPX CWの2日目が終了する6月1日(月)はそそくさと有給休暇の申請をして(といっても、予定表に記入しているだけですが・・・)準備を整えていたんですが、5月の中旬に「オンボロマンションですが外壁塗装やります。6月中旬までシート被せます」とのお達しがあり、これを諦めざるを得なくなりました
 まぁ、設備の工夫は全くしていないんで出場したとしても"例年通り"の結果、かつまだまだ太陽活動は"底"の有様ですからそんなに楽しめそうもないんですが、いざ出られないとなると何だかちょっと不満を感じます。

 ただ、ベランダも防水処理&塗装によって綺麗になるとなれば、今のカウンターポイズは撤去してもう少し立派なもの(?)に張り替えるきっかけにはなります。明後日の日曜日は晴れそうなんで、カウンターポイズの撤去とベランダのガラクタの片付けをすることにしました。

 というわけで、次のカウンターポイズはどんな風にしようかユルユルと考え、何れ「日本一のカウンターポイズ」を設置してみたいと思います(

エビ!

2020-04-20      
  戯れ言が続くわけだが、前回記事の後に一気に”在宅勤務”が覚醒し、安物ファイアウォ-ルのSSL-VPNのスペックで何とか会社のスタッフ部門を囲い込み、ここ2週は週2日の出勤以外(って、週の3日)は在宅で凌いできた。
 通信系の技術屋なら解ると思うが、通信回線を「必要最低限よりもうほんのチョビッと余裕がある感じ」に慣らしてきたシステムに、在宅勤務増量だからといって超ゴージャスなリソース提供はやはり難しく、本当に今の状況が終焉を迎えたときに「すんげい無駄」になるのも憚れるわけで、何とか今のシステムで凌ごうとするわけだな。

 まぁこんな愚痴は兎も角、この辺りの喧騒が過ぎてちょっと落ち着いてくると、やはり自分の本来の性分が出てくる。これが全て”素人無線向き”なら良かったんだが、遂に”エビ”を飼うことになってしまった。



 百均で購入した小さいガラスボトルに環境を整えてエビを放ってみた。実はこの前段に失敗があったんだが、まぁそれも何れ記事にするかもしないかも・・・

 妙なウィルスにいろいろと揺さぶられているからなのか、急に小さな”手下”を組織させたくなったんだ、仕方無いよね

今日は家にいたりして・・・

2020-03-27      
  久々にブログで”Zaregoto”を・・・。今日の金曜日は新型コロナに関連して、自宅でメール対応を行う日になった。そもそも、午後は前々から半休を取る予定だったんで、午前中だけは頻々とメールチェックして対応しているが、その合間にちょっとズルしてブログでも・・・という魂胆

 結局、新型コロナの影響は甚大で、都内の本社は来週早々には閉鎖して自分の拠点である開発センターの方に引っ越してくる。その上、新人教育も開発センターで行わなければならず、いろいろと計画を変更したり、会場の消毒剤の手配をしたり・・・などなどの雑事による多忙に加え、システム障害対応まで重畳したここ数週間であったが、昨日漸く障害対応が終わり各種段取りも整ったため、午前中は在宅勤務で午後はお休みとしたわけだ。

 自分は社内の人材育成とIT管理、ISOという三足の草鞋を履かされているが、やはり一番労力が必要なのが新人教育であり、3月はいつも多忙なのは仕方ないんだが、そこに新型コロナだ システム障害だ と踏んだり蹴ったりだった・・・。

 せめて今週末の”2.5日”の休みはスライムのようにダッラ~として過ごしたいんだが、既に食材の買い込みが周りで起こっているようで、気も漫ろである

続・どよよん的コンデンサ容量の決め方

2020-03-01      
  何やら新型ウィルスの影響が大きくなってきました。今週末は会社の合宿研修予定でしたが、直前になってキャンセルにしました。研修初日の夕刻に懇親会を準備したものの、ビュッフェ形式は流石に・・・という感じで研修自体も”無期延期”。この状態が長引くと、4月に迎え入れる新入社員研修にも影響が出そうで不安です
 連日の報道はどこか東日本の震災に似て、TV・新聞の一般報道はこぞって同じソースのものを流しています。まぁ、既にこれら一般報道には目もくれず専らネットの情報を紡いでますが、やはりあまり良い情報には触れなくなっており少々メゲ気味です。せめて、ヘッポコ駄文でも認めて、気分アゲアゲに・・・って、そんなに上手く行くかな

 前回記事の提案者であるbachさんから、さらにコメント話頂きました。「各コンデンサの求め方は数式 ”f=(1/2πRC)” と関係があるのでは」・・・なるほど、そう言われてみれば関係がありそうですね。

 と言うわけで、ちょいと探ってみることにしました。

 前回の記事では、低周波アンプの結合コンデンサ・バイパスコンデンサの周波数特性に着目し、その容量の求め方について入出力のインピーダンスに着目してLTspiceでシミュレートし、そこそこ通用しそうな線で答えを導きましたが、確かに原理的な数式で裏打ちできれば良いですよね

 では、いきなりですがグラフをご覧下さい。



 前回記事に引き続き結合コンデンサの特性をまとめたものですが、今回は入出力インピーダンスに着目して、入力インピーダンスが0Ωの場合と3KΩの場合を”出力 = 0dB”に正規化して比較しました。その上で、3dBダウンの場合のシミュレート値と ”f=(1/2πRC)” で求めた場合を併記しました。
 なるほど、この結果が裏付けするように、入力インピーダンスと出力インピーダンスを合算(この場合は3KΩ + 3KΩ = 6KΩ)して計算で求めた値が、この結合コンデンサ”0.1uF”の周波数特性になります。と言うことは、前段の出力インピーダンスと低周波アンプを構成するトランジスタアンプの入力インピーダンスが求まれば、これを合計して計算で求められることになります。

 今回は、低周波アンプをトランジスタのHFEが高い領域で動作させるのためほぼ無視でき、バイアス回路の合成抵抗で置き換えることができますから、前回記事とこの記事の”裏付け”で充分です。
 また、バイパスコンデンサについては、前回記事で特性をシミュレーションするために置いた1Ωの抵抗も単純な足し算で上手く行くことが判りました(200Ωと1Ωの合計で考えればOK)から、上記の数式で求められることが解ります。

 これが高周波アンプやもっと大出力の低周波アンプになると、トランジスタのHFEや必要なIcで違ってきます・・・って言うか、もっと低くなります。特に無線系の自作では高周波アンプを上手いこと作りたいわけで、例の ”Zi = 26β/IE(mA)”も登場しますから、さらに複雑になってきますね。
 ただ、HFEやIcの値は条件を整えれば客観的に調べることができますから、実験ベースでこれらの値を求めて回路設計に反映させることは、今の自分にもできそうです。そう、ブレボ実験の範疇で 

 またしても1つお利口さんになった気がしますが、まぁ、これもヘッポコさん所以の自己満足・・・それでも、理解が深まることは、幾つになっても楽しいですね

どよよん的コンデンサ容量の決め方

2020-02-23      
 納戸シャックの改装(じゃなくて片づけ)をほんの少しずつ進めていますが、部品の仕分けに寄り道して細かな定数表示を見たり、何より「こんなん、持ってたんや」的な発見で余計なこと(主に導通検査やHFE測定、簡単な動作確認など)を始めてしまったり・・・どんどん遅延しています。
 特に先週末は、見失っていた古いバックアップHDDの中に、消してしまったと思われた音楽データがセーブされているのを発見 以来、ユーミンが"荒井"だったころの楽曲やまだ”ディスコ”の頃の洋楽に聞き入ってしまって、何やら優しさに・・・じゃなくて懐かしさに包まれて、まぁ幸せな時間を過ごしています

 こんな駄文にお付き合いを頂いた上、さらに時々コメントまで頂いているbachさんより、直前の記事について「容量の決め方も解るとよいかも」というご要望を頂きました。なるほど、これはまとめておいた方が良いと思い、自分が今いま信じている()コンデンサ容量の決め方について、できるだけ証拠を示しながらご紹介することにします。

 注:例によってこの記事はどよよん無線技士の備忘録、屁のツッパリにもならないかも知れないんで、読んでガッカリしても自業自得と心得給え、アーメン。

 前回記事では個々のコンデンサに必要な耐圧を、LTspiceのシミュレーション値から拾ってきています。勿論、殆どのポイントはオームの法則で概算を計算できるような簡単なものですが、これを含めて考えてもLTspiceは優れモノで手間いらず・・・どうしても横着になってしまいます。今回もLTspiceを使いながら、どよよん氏はどんな風に容量を決定しているか晒していきましょう。

 まず、基となる低周波アンプの回路を。



 前回記事の初段に配置したオーソドックスな電流帰還増幅回路を抜き出してきました。C4とRL以外の抵抗、それにコンデンサの値は、それぞれ前回記事の回路定数を入れてあります。C4は特に意味はありませんが、RLは後段に控える増幅回路の入力インピーダンスをバイアス回路の抵抗2本の合成抵抗値としています。
 本当は、後段の入力インピーダンスとこの回路の付加抵抗であるR3は合わせておいた方がよろしいんですが、ま、既に記事に上がってしまっていますし大目に見て下され

 コンデンサC1,C2は段間の結合コンデンサですが、何れも”直列つなぎ”になっていることは自明ですね。では、この部分だけを抜き出してさらにシミュレートしてみましょう。



 一気にまとめちゃったグラフになっていますが、順に説明します。
 C1は低周波アンプの初っ端にあり、その前段にはヘッドホン出力やLINE出力の接続が想定されます。これらの出力インピーダンス(代表例として8Ωや600Ω)が「C1にとっての入力インピーダンス」(Zin)になります。

 逆にC1の出力側はエミッタ接地増幅器の入力インピーダンスになり、この程度の小さな電流で動くエミッタ接地回路は、バイアス抵抗R1,R2の合成抵抗値程度に収まります。合成抵抗値は「47KΩ∥10KΩ≒8.2KΩ」ですね。これが「C1にとっての出力インピーダンス」(Zout)になります。
 このように、小型の(Icが数mAまでの)エミッタ接地増幅回路の入力インピーダンスは数KΩになることが多いため、ひとまずC1にとっての出力インピーダンスを、代表例として3KΩに仮定してシミュレーションしました。

 今回のシミュレーションでは、コンデンサの容量として0.1μFと1μFを使っていますが、その差はご覧の通りです。0.1μF(破線)では1000Hz位から下の周波数は、低い方に向かってどんどん減衰していくのが判ります。いわゆるHPFですね。
 一方、1μF(実践)の方は、上の項から見て凡そ100Hz位までは減衰していません。つまり、低周波域をどの程度透過させるかによって、コンデンサ容量を選択することができます。
 今回の回路は、小さなスピーカーを鳴らすミニアンプの初段ですから、勿論100Hz以下の低い周波数まで欲張ってもいいんですが、小さなスピーカーに重低音をくべてもどうせ再生できませんし、逆に悪さ(スピーカーボックス自体が揺れるなど)をするんで、まぁ1μF程度でも大丈夫なんですが、ちょいと余裕を見て10μF・・・もう一声で22μFとしたわけです。

 続いてC2について。C2の入力インピーダンスは、低周波アンプの負荷抵抗R3そのものです。出力インピーダンスは、後続のトランジスタアンプのバイアス回路になるため数KΩとなります。従って、この場合にはグラフ上のZinが3KΩのもの・・・入出力インピーダンスが同程度のものが参考になりますね。ここでも0.1μFでは役不足ですから、ひとまず1μFと決めました。もう一声で10μFとしても良さそうです。

 さて、このシミュレーションでは、コンデンサの入力インピーダンスを8Ω,600Ω,3KΩと振っていますが、このときの挙動もお判りになるでしょう。簡単に丸めてしまえば、要はインピーダンス整合が取れている方が、周波数の低域への伸びが良くなるということです。

 少し話が変わりますが、音質を追求するオーディオアンプでは、これらの結合コンデンサによくフィルムコンデンサが選ばれます。音がピュアに伝わり歪みも少ない・・・というのが専らの評判ですが、フィルムコンデンサは大容量のものをそこそこ小型に作ることが難しいようで、フツ~に手に入る廉価なものでは精々数μF程度以下になります。
 こういった場合には、FETやオペアンプを使って入力インピーダンスを100KΩ程度まで持ち上げてやると、小さな容量のコンデンサでも大丈夫・・・というわけで、このグラフに入力インピーダンス8Ω、出力インピーダンスを100KΩとして、0.1μFのコンデンサによる周波数特性を1点鎖線で入れてあります。

 さぁ、残るはC3。実はここが非常に重要です。

 C3の役割は、交流成分の増幅を助けるために、エミッタ抵抗の200Ω分のところにコンデンサを入れて交流はこのルートで接地し、直流はさらに1KΩの抵抗を経て接地するようになっています。これによって交流の増幅率は直流のものを上回り、そこそこの増幅率を維持することができます。
 エミッタの200Ωとコンデンサによってグランドに落とす部分をHPFに見立て、擬似的にシミュレートしてみました。





 傾向はよく現れていますね。高域から100Hzまでフラットな周波数特性を実現できそうなのが47μF以上であり、あとは回路実現時に許されるコンデンサの大きさで考えればいいということでしょう。

 C3については、念には念を入れてもう一つシミュレートしました。



 これは、この低周波アンプの周波数特性についてC3の値だけを振ってみたグラフです。やはり、47μF以上でないと100Hz程度までのフラットな特性にはなりません。

 さらにもう一つ・・・低周波アンプでは、交流利得をもっと稼ぐためにエミッタ直下にコンデンサを接続して接地することが結構あります。即ち、上の回路ではR4を0ΩにしてR5を1.2KΩにする感じ・・・これが点線で示した特性です。この場合、100μFでも低域の利得が下がっていることが判りますね。低域を100Hz程度まで引っ張るためには、330μF以上の容量のものが必要になります。結構大きな容量になりますね。簡易なマイクアンプなどでは注意が必要かも

 つらつらとまとめてきましたが、これはあくまで低周波アンプ、かつIcが数mA程度の場合の話です。高周波アンプやIcが数十mAになるアンプでは様子が変わってきますよ。以上、どよよん的低周波アンプのコンデンサ容量の決め方でした。

ヘッポコの極み・・・回路の中のコンデンサ耐圧に関する発見

2020-02-11      
  巷は、新型コロナウィルスの件で話題沸騰となっていますね。昨日は、所属会社のグループ一斉に海外渡航に纏わる注意喚起のメールが飛んできましたが、門外漢の自分としてはどこかピンと来ません。手洗いとうがいの励行を最優先に流行性感冒やインフルの予防と同じ防護策しか無さそうですから、変に慌てずに対処したいと思います。

 ここ数ヶ月は、段階的に家の中の家具入れ替えを進めるため、なかなか落ち着いてヘッポコ工作に手を染め難いことになります。手始めとして、我が納戸シャックにあったキーボード(KORGのちゃんとした奴)が出て行き、代わりに部品整理棚が一昨日の日曜夕刻に届いて今日の祝日を部品整理に充てていますが、一寸違うことに手を染めてしまっています 果たして今日中に終わるんかいなぁ

 年末・年始からオーディオ寄りの工作記事が続きますが、実はピロースピーカーとして、8cmユニットが入る10cm四方の密閉型スピーカーを製作中です。既に形にはなっているんですが、上記の通り家具の入れ替えがあることに加えて塗装にも手を染めたい(塗装だけに・・・っておい)と考え、前面パネルは小型のクランプで仮止めして視聴しています。
 このスピーカー云々は別記事に譲ることにしますが、今使っている”Sound Blaster play! 3”の出力で鳴らすのは心許なく、数百mWのアンプでもこしらえようかと例によってLTspiceで回路シミュレーションを始め、そこそこ煮詰まっています。そして、その回路のあちこちの電圧を測っていたら、超当たり前なことに気付きました。

 ※注意:ここから先、ベテラン工作士の方々には無用、Yahooニュースでもご覧頂いた方が無難ですぜ。


 さて、何に気付いたかというと・・・まずは回路図をご披露。



 0.5Wクラスのミニ・オーディオアンプです。Q1は無くてもいいんですが、入出力の位相が引っ繰り返るのがちょっと嫌で入れています。その後段にはオーソドックスなSEPPを配しています。これで1W弱までは、歪みも少ない出力が可能でしょう。

 この回路のシミュレーションをしながらあちこちの定数を弄っていて気付いたのが、各コンデンサに加わる電圧についてです。C1から順に見てみると・・・

 C1:入力が小さいため、Q1のバイアス電圧である1.97V程度
 C2:Q1の出力に重畳された7.89VとQ2のバイアス電圧である1.47Vの差
 C3:A級増幅のエミッタ部であり、1.06V程度で一定
 C4,C5:電源部であり、凡そ電源電圧(12V)と同程度
 C6:Q3とQ4の出力電位6.19Vを中心上下に数V動く程度
 C7:ここに接続するコンデンサはケミコンでは無いため、あまり考慮は要らない

 如何でしょうか 交流が掛かる部分はその電圧の振れ幅を考慮する必要があります。また、マージンをどの程度取るかは、設計者の経験がモノをいう部分ですが、仮にアマチュア仕様として”1.5倍”とすると・・・

 C1,C3:6.3V
 C2:10V
 C4,C5:16V
 C6:10Vまたは16V

ということになりますね。

 ケミコンは、耐圧によって大きさ・・・さらに価格(低耐圧ほど安い)まで違ってきますから、何か大物をこしらえる場合やキットで量販しちゃったりする場合には、この辺りが響いてくるかも知れません。これまで何となく、或いは面倒くさくて「電源電圧が12Vだから16Vでよいな」とあまり深く考えていませんでしたが、今後はコンデンサに掛かる電圧にも目を向けて、少しでもお財布に優しい設計を心がけたいと思った次第。

 これも、ヘッポコ所以の記事になってしまいましたが、自分以外のどなたかの参考になれば幸いです

LM380Nモドキのアンプ完成

2020-01-01      
  2020年を迎えました。と言っても何も特別なことは無く、朝に雑煮を喰らってまったりモードの元旦です。どういう訳かこの駄文とお付き合い頂いております物好きな旦那衆にとってスンバラシイ年になりますよう、千葉県北西部からお祈り申し上げます。

 さて、挨拶も終わったところで(って、おい)今年一発目の記事は、昨年末に完成したオーディオアンプについてまとめておきたいと思います。

 このアンプの作成のきっかけは、そもそも無線用のスピーカー作りの際に入手した10cm口径の”P-1000K”が少し大き過ぎて使えず終いとなり、勿体ないんでもう一本買うと共にFostexの純正箱も2個買ってステレオスピーカーとして組み立てるべく準備して放っておいたところ、娘のPC用のアンプ入り小型スピーカーが調子悪となったためアンプもこしらえる羽目になり、昨年末にあれこれ実験しながら作り上げ、スピーカーと共に娘に納品したものです。

 回路図は以下の通りです。



 今回の肝は、大昔に入手したULN-2280Bを使ったものであることは直前記事で紹介しましたが、未だ定評のあるLM380Nを使ったNFBアンプの定数で作りました。また、ローノイズ化を図るべくトランジスタによるリプルフィルタを配置しました。後から考えるとこのフィルタは、両チャネル個別に用意した方が良かったように思います。
 実は、組み立て作業に及んでヘッドホンで聴くこともできるようしたくなり、スピーカー出力側にヘッドホン端子を具備しましたが、面倒なんで上の回路図には記していません、悪しからず

 組み上がった様子はスナップで。



 リプルフィルタは4Pのラグ板に、アンプ部は秋月C基板に組んでいます。PC用と言うことで入力はステレオプラグでも良かったんですが、一寸気取ってLINE入力にしています。

 このアンプとP-1000Kバスレフの組み合わせで、十分な音量とアコースティック向きの穏やかなステレオシステムが完成しました。本当は自分使いしたかったんですが、まぁクリスマスプレゼント代わりということで・・・娘にも喜んで貰えました

 恐らく今年も、あまり急かずにまったりとヘッポコ工作に手を染めたいと思います。改めまして、今年もよろしくお願いします。

修正:2020.01.10>
 回路図のリプルフィルタ部の抵抗値が違っていました(430Ωが正解)ので差し替えました。

LM380Nアンプの特性をシミュレートしてみた

2019-12-21      
  小型のオーディオアンプはケース加工を終え、残るは配線するだけの状態になりました。とっとと完成させればいいんですが、またしても”シミュレーションしたい病”を発症してしまい、ネットからLM380Nのspiceデータを拾ってきてモデル化し、このICの”ノーマル使い”と”NFB使い”の差を検証しました。

 そもそも今回の小型アンプに採用するICは、かれこれ40年近く前にLM380Nモドキとして安く売られていた”ULN2280B”というものを使ってひとまず形にしました。あまりに古い部品箱の死蔵品だったため放熱的にはあまり好ましくないICソケットを採用して、いざ「ウントモスントモ」の場合に本家を使うように備えましたが、試運転ではゴキゲンな音を聞かせてくれました。
 まぁ、今更本家のシミュレーションをしても仕方が無いんですが、そこはそれ、誰も咎めることのできない「シュミの世界」ですから、堂々とシミュレーションを楽しみましょう

 まずは、シミュレートした回路です。回路の定数は、既に組み立て済みのアンプのものと合わせています。



 LM380Nのモデルは、本当はオペアンプ記号のような横向き三角形にしたかったんですが、拾ってきたデータをモデル化したらこの形になったんでそのまま使ってます
 回路の肝は、C3,R2,R3で構成されるフィードバック回路。フィードバック量はR3の増減で簡単にできます。即ち、””ノーマル使い”の場合はこれらの部品を外して”inn”をグランドに落とします。

 それでは早速、シミュレートされた特性を見てみましょう。これは、LTspiceのシミュレーション結果をテキストで吐き出し、そのデータをExcelの散布図で描いています。1000Hz以下をグラフ化していますが、1000Hz以上の可聴周波数域はずっと同じ特性が続きます。



 最初はゲイン。グラフの注釈では”GA”としていますが、”ノーマル使い”を赤線、”NFB使い”を青線で描いています。1000Hzから下の方に辿っていくと、”ノーマル使い”では100Hz付近から下に向かってゲインがなだらかに落ちていきますが、”NFB使い”の方は10Hz辺りまでほぼ利得が一定になっています。その代わり、”NFB使い”の方は凡そ10dB程ゲインが低くなっていますね。まぁ、いちいち解説も要りませんが、NFBを掛けたときのポピュラーな特性(利得が一定の帯域が広がる)になっています。

 グラフの真ん中やや上に注釈していますが、10Hzから40Hz位の所に若干ゲインが高い帯域がありますね。これは、フィードバック量が若干大きいために起きています。シミュレーション上、R3を減らして(3.3KΩ程度)もう少し調整することが可能なことは確認しましたが、あまり気にすることもないでしょう。
 逆に、フィードバック量を極端に増やして・・・例えばR3を33KΩくらいまで持って行くと、10Hz以下までゲインが平坦の領域は広がる一方、その下に極端なゲインの山が現れます。その上、平坦域のゲインもどんどん減っていきます(十数dB程度になってしまう)から丁度いい頃合いがある・・・というわけで、R3の値は4.7KΩで良さそうです。

 このゲインに関する吟味は、実は100Hz以下を云々しているわけです。LM380Nの出力は精々1,2Wですから、この電力で駆動できるスピーカーはあまり大きな口径のものにはなりません。当然低音域の再生は苦しくなりますから、このゲインの平坦化は実はあまり意味が無いものと思います。ただ、ヘッドホン試聴する場合、或いはお耳の敏感な御仁にはその差がわかるかも知れません。自分には判らないかも

 このグラフの下の方にノイズの様子もシミュレートしています。グラフの注釈は雑音としていますが、”ノーマル使い”を橙線、”NFB使い”を水色線で描いています。こちらも、フィードバックの有り無しで凡そ10dBの差が描かれていますが、これはひょっとするとゲインの差がそのまま現れているような気がします。勿論、NFBの効用の1つに低ノイズ化があることは判っていますが、やや怪しい結果となりました

 歪みについてもシミュレートしてみました。こちらは、LTspiceで描かれたグラフを画像でセーブして作っています。



 これは、”ノーマル使い”と”NFB使い”共に出力が1W(0dB)になるように入力を加減して描いています。信号として1KHzの正弦波を与えて、そのハーモニクスを見ている感じです。
 この2つのグラフを比較してみると、第二高調波である2KHzで既に10dBの差があるように読み取れ、それ以上の高調波も10dB以上低くなっています。10dBの差ということでゲイン差と符合してしまっていますが、少なくとも出力は同じにしていますから、同じ音量で視聴する場合の歪みは”NFB使い”の方が有利そうです。これが、LM380Nの”非革命アンプ”の優れた点ということなんでしょうね。

 これで漸く”シミュレーションしたい病”から解放されました

極性のあるケミコンは逆電圧に弱い!

2019-12-18      
  いろいろと多忙だった仕事が昨日落ち着いたため、有給休暇を取りました。朝早くに目覚めて新聞を取りに外に出たら、「これぞ、濃霧」と言えるような濃い霧が出ていました。午後からは気温が上がるらしく、”百均ゆっくり巡り”でもしようかと画策しています。

 9時過ぎにスマホがピロリンと鳴ったんで「まさか、急な呼び出し」とビビりましたが、Amazonに注文していた品物が届いた知らせでした。階下のポストに取りに行き、まずはその中の9Vの充電電池を9V動作の測定器等々にぶっ込んでさらに他の品物を見たら、何と注文個数が入っていないというハプニング発生 Amazonに電話したら「返品してくれ」と言われ、「いやいや、不足分を送ってくるのが筋でしょう・・・」と言い返したら、結果的に「返品無用、届いた品はそのまま使って良し、お金は全額戻すよ」となりまして、何やら(その品物に関しては)タダ貰いに相成りました 1000円くらいの品物でしたが、期せずしてトクしちゃいました

 さて、この記事の序章はこれくらいにして・・・お伝えしたいのは、リプルフィルタの実験でやっちまった件です。

 実は、ACアダプタに平滑コンを増量した場合のノイズ低減具合を確認するため470μFのケミコンを使ったんですが、誤って±を逆接してしまいました・・・それも2つも その場では部品箱に戻さずはねておき、さっき9V充電電池を入れ替えたDE-5000で容量を測ってみると、2つとも1pF前後の値になっていました。



 何れも何分も逆接していたわけではなく、数十秒レベルだと思うんです。見た目には何の変化もありません。

 少し調べてみると、ケミコンのマイナス側は耐圧を施す仕掛けがなく精々1.5V程度が限度のようで、今回は実験時の12Vが印可されちゃってますから、ぶっ壊れたのも無理はないといったところでしょう。交流の整流を行う場合や比較的電位差のある入力に極性有りのケミコンを使う場合には、よく考えなければなりません。有極性ケミコンの逆接は危険・・・何となく知ってたことなんですが、この2つのコンデンサぶっ壊しの件で痛感した次第です

 これをお読みの皆さんも、逆接してしまったケミコンを「短時間だから平気でしょう」と高を括らずに確認して下さいね。

リプルフィルタの検証

2019-12-15      
  オーディオ用のミニアンプを製作中ですが、電源にスイッチング式のACアダプタを採用すべく考えています。スイッチング電源はノイズ源として有名()ですが、スイッチング周波数である数十KHz以上が酷いことになってはいるものの、それ以下の周波数は比較的大人しいと言われています。ただ、電源としての平滑コンの容量不足(小型化のため、大きな容量のコンデンサが出力に入っていない)から推察すると、やはりノイジーなのでは・・・と考え、今日はこの辺りを検証することにしました。

 まずは実験回路図から・・・LTspiceでシミュレートすべく描いたものです。



 非常に簡単な回路です。”P”が電源の直接出力で、その後方にリプルフィルタを配しました。

 サンプルに採用したトランジスタは、Ic=1A程度のものから適当にチョイスしています。この回路の肝はR1とC1で構成されるLPFで、R1,C1共に大きいほど低い周波数までフィルタリングできますが、R1が大きいと出力の電圧降下が大きくなり過ぎるし、C1もあまり大きいと突入電流が大きくなりますから、言わば”頃合い”があるわけです。シミュレーションをあれこれ行って、そこそこの結果になったのがこの回路定数です。
 出力の負荷は適当に選んであります。これで75mA程度流れている状態をシミュレートしていますが、今回作るアンプの”普段使い”の状態ではこんなモンかなぁという正に適当です これで、出力電圧は0.8V程度降下・・・11.2Vくらいになるようです。



 フィルタリングの特性はこんな感じになりました。電源ハムで問題となる100Hz(@東日本)でも-40dB以上稼げるようで、それ以上の周波数はさらにフィルタリングが利くようです。因みに、通過電流が大きくなるとフィルタの特性は悪い方向に動きます。シミュレーションでは、電流を10倍にすると100KHzで10dBくらい落ちるようです。

 早速ブレボ&APB-3でお試し。最初は、ACアダプタの出力を直接測定・・・回路図上の”P”の位置で測定しました。



 APB-3の入力には直流遮断用に0.1μFのセラコンをつなぎ、1MΩの入力インピで測定。スイッチング電源特有のノイズの出方がよく判ります。35KHz辺りがスイッチング周波数、その高調波も見えています。このノイズが中波帯を超えて数MHzまで広がっているわけですね。

 次に、”P”の位置に470μFのケミコンを接続・・・平滑コンの増量です。



 少し効果がありそう・・・総じて-5dBから-10dB程度でしょうか。もう少し大きな容量のコンデンサの方が良さそうですが、やはり効果はあるというわけです。ACアダプタを使う小物製作の際には”馬鹿避け”に採用しても良さそうです。

 それではお待ちかねのリプルフィルタの登場・・・トランジスタには、2SC3422を使いました。平滑コン増量は無し。



 如何ですか かなり低減できていますね 出力電圧は、シミュレーションと同等の11.2Vとなりました。

 今回はこのリプルフィルタをオーディオアンプで使おうとしていますから、下の方の周波数をクローズアップしてみましょう。まずは、電源出力を3KHzまでのスパンで観測。



 これが、リプルフィルタを通すと以下のようになります。平滑コンの増量は無し。



 可聴周波数付近でも、かなり効果がありますね。ブレボのバラックで測定してるんで、電源ハムに纏わる50Hzの高調波が直接飛び込んでしまう部分は、実際のフィルタリング特性より悪く出てしまっていると思いますから、ケースに入れた状態ならもう少し良い結果になると思います。無論、電源出力そのままの測定にも同じことが言えますよ。

 それにしても、トランジスタ1石でこれだけ効果的なフィルタが作れるところが良いですね。三端子レギュレータの追加より熱的に有利ですし、自作測定器のノイズに対してクリチカルな部分にはどんどん採用したいと思います。

 このリプルフィルタは、製作中オーディオアンプに採用することにしました。来週末には完成に持って行きたいと思います。
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どよよん無線技士

Author :どよよん無線技士
こおるさいん:JM1DPL

アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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