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2013年09月の記事は以下のとおりです。

オーディオのおける混変調歪み

  • 2013/09/19 08:55
  • カテゴリー:make:

 VP-7722Aというオーディオアナライザが高級機たるゆえんは,1980年代中頃の測定器にして,来たるべきデジタルオーディオの開発設計に耐えうる,超低歪みをとらえることが出来るものであったことでしょう。

 歪率0.0001%という発振器は現代においてもトップクラスです。もちろんこれを使って測定する歪率計も,十分な性能を持っています。

 基本性能の充実はもちろん,多機能てんこ盛りなのも,さすがフラッグシップモデルです。2ch同時測定,左右のレベル差をdBで一発測定,相対値の表示,高調波歪率の測定だけでも3つのモードを持ち,しかも2倍,3倍,4倍,5倍の高調波を抜き出して測定する機能まで持っています。

 さらに,通信機の評価に使われるSINADを測定出来たり,S/Nも自動測定する機能があったり(S/Nですから,信号がある時とない時のレベル差を計らねばなりませんが,それを自動でやってくれるんですね)と,オーディオに関する測定を簡単に,かつ高精度に行う事が出来る,まさにアナライザにふさわしいものだと思います。

 もう1つ,特筆すべき機能が,混変調歪み率の測定です。

 ぱっと調べてみたのですが,旧松下のVPシリーズで,混変調ひずみ率が測定出来るオーディオアナライザは,ありません。通常,専用の測定器を使うことがほとんどなのに,VP-7722Aは出来ちゃうんですね。

 ところで,混変調歪みって,オーディオの世界ではあまり耳にしませんし,測定においてもあまり重要視されていないように思います。一般にいわれる高調波歪み率とはなにが違うんでしょうか。

 普通,オーディオの世界で歪率というと,高調波歪み率をさします。そもそも歪みとは,アンプの入力と出力が比例関係にないために起こるもので,特にHiFiオーディオのように波形を変えないことを重要視される世界では,とても重要な指標となります。

 当たり前の事ですが,でかい音が入ればでかい音が,小さい音が入れば小さい音が出て欲しいわけです。もっというと,高い音が入れば高いまま,のこぎり波が入ればのこぎり波のまま,出力に出て欲しいわけです。

 実際のアンプはそこまで理想的ではないので,例えば10倍のゲインを持つアンプが,1をいれれば10で出ても,10を入れて100が出てこないで,80しか出なかったりするのです。比例関係が崩れてしまうと波形が変わってしまいますし,波形が変わるという事は,倍音の構成が変わってしまうことになります。

 このように,比例関係が維持されないことはアンプにとって致命的なのですが,特にこの比例関係を直線性といいます。別の言い方では線形といいますが,ほら,小学生の時の算数で習った比例のグラフは,まっすぐな直線でしたよね。比例関係にないグラフと言えば,例えば二次関数の放物線がそうですが,これなどは非線形の代表です。

 ある関数をf(x)として,y1=f(x1),y2=f(x2)とした場合に,y1+y2=f(x1+x2)が成り立つ関数を,線形といいます。難しい言い方ですが当たり前の事を言ってるだけで,線形なら1を入れて10が出てくる時,2を入れれば20が出てくるという話に過ぎません。

 線形では,一次関数というくらいですから,かけ算は1回しか行われないので,計算は単純な四則演算だけで済みます。これが2次関数なんかになるとx^2が入ってきたりしますので,これを解析するには平方根を使う必要が出てきます。三角関数なんかがはいってくると,もっとややこしい話になります。

 さて,直線性が崩れてしまうと,入力と出力が比例せず,出力の波形がゆがんでしまいます。これが歪みです。単一の周波数で作られている正弦波が歪んで波形が変われば,単一だったはずの周波数に加えて,その数倍の周波数の正弦波が混じるようになります。この数倍の周波数の正弦波を,高調波といいます。

 楽器の世界では倍音というのですが,同じものでも有益なものは倍音,望まないものは高調波というような気がしますね。

 のこぎり波は1,2,3,4,5・・・と整数次の倍音で構成されます。矩形波は1,3,5,7・・・と奇数次の倍音で構成されます。だから,入力に正弦波を入れたつもりが,のこぎり波になって出てくると言ったことだって,起こるわけです。困りますね。

 どれくらい直線性を保っているかは,どれくらい高調波が発生したかを見ればわかります。完全に直線なら高調波は発生しません。

 そこで,高調波歪み率を測定するには,歪みのない綺麗な正弦波を突っ込み,出力された信号から入力した正弦波の周波数だけ取り除いて,発生した高調波の電圧を測定してやればよいです。これが高調波歪み率の測定の原理です。

 ただ,入力の正弦波だけ除去するのであると,アンプが乗せてしまったノイズなどが混じってしまいます。これらはアンプの非線形によって発生したものではないのに,測定結果が悪化するので,これをどう扱うかで高調波歪み率の測定方法が変わります。

 THD+Nと略されるものは,入力された正弦波以外の成分すべてです。つまりノイズも含みます。THDはノイズを含みません。

 また,100Hzの入力なら,例えば20kHzまでの範囲に200倍音まで入ってきますが,10kHzの入力なら2倍音までしか入ってきませんので,同じアンプが入力する周波数によって大きく測定値が変わってしまうことになります。

 だから,何倍音まで計算に入れるかという範囲を最初に決めておく場合があります。通常10倍音まで含めることが多く,実はVP-7722Aはこの時代の製品にしてDSPによってこれを可能にしています。

 ここで頭のいい人は,アンプの非線形で発生する成分てのは,所詮は入力した周波数の倍だけでしょ,という事に気が付いたでしょう。倍の周波数というのはつまりオクターブ上の音ですから,確かに波形は変わりますが,耳障りな不協和音を発生させません。

 しかし,歪みのあるアンプは,明らかに耳障りですね。それは,これから説明する混変調歪みが原因です。

 混変調歪みとは,2つの周波数を入力した場合に,出力に入れた周波数以外の正弦波が出てくるものを言います。これも,非線形が原因です。

 線形の場合,2つの周波数の正弦波を入れても,2つの正弦波がそのまま出てくるだけです。しかし,非線形の場合には,2つの周波数の和と差が出てきてしまいます。三角関数をちょちょっといじれば分かるのですが,面倒臭いので省略。

 これがなぜ問題になるかというと,例えば1kHzと50Hzの2つが入って来た場合に,950KHzと1050Hzの正弦波が発生してしまうのです。これは明らかに整数倍ではないため,不協和音のように濁って聞こえてしまうのです。

 しかも,非線形なんですから,それぞれの正弦波に高調波がはっせいしますから,990Hzや1100Hzも出てきますし,さらに985Hzも1150Hzも出てきます。これが2kHz,3kHzにも同じように出てくるので,倍音だらけ,しかも非整数次ということで,濁って濁って大変なわけです。

 実際のアンプは,もちろん正弦波を聞くためにあるわけではありません。複雑な倍音構成をもつ楽器を再現したり,複数の楽器や声を混合したものが,ありのまま出てくる事が必要です。ですから,実際の使い方としては混変調歪みの方が問題になるんですね。

 しかし,混変調歪みも,高調波歪みも,結局非線形という同じ理由で起こるものですから,どちらか一方だけ測定すればそれで済んでしまいます。高周波の世界では非常に問題となるのでむしろ混変調歪みの方が重要ですが,これを測定するのはなかなか面倒なので,オーディオでは高調波歪みの測定が一般化しているんでしょうね。

 混変調歪みを測定するには,2つの周波数の正弦波を入れねばなりませんが,その周波数と大きさを決めないと,結果が一致しません。そこで一般に2つの方法が標準化されています。SMPTE法は60Hzと7kHzを入れ,そのレベル比は1:4にします。そして7kHzの周辺にでる成分をフィルタで切り出してその大きさを測定します。つまり2つの周波数が離れている場合を想定しているわけですね。

 もう1つはCCIF法といって,11kHzと12kHzという近い周波数の正弦波を2つ入れます。もし系が完全な線形ならば2つの周波数以外は出てきませんが,非線形であれば2つの周波数の和と差の成分が生成されて,しかもその高調波が発生します。これをフィルタで切り出して測定します。

 いずれの場合も,測定に必要なのは,低歪みの発振器が2つと,その出力を正確な比率で混合する機能です。それゆえ,専用の測定器を使うのが普通です。

 ですが,VP-7722AはSMPTE法で混変調歪み率を一発で測定することが出来ます。これはなかなかすごいことです。ですが,実際にこれを使わねばならんかというと,そうでもないんですね。

 どっちにしても非線形が原因であり,高調波歪みが大きいなら混変調歪みも大きいはずですし,どちらかの値しかない何かとの比較を行わない限り,どちらかを測定するだけで十分ということなのでしょう。

 面白いなと思うのは,原因は同じであっても,聴感上は全く異なるものになるだろうということです。その違いを数値化するという点では,どちらの数字にも意味があります。

 SMPTE法では,商用電源の周波数である50Hzや60Hzと音声信号が一緒に入った場合をシミュレートしていると言えます。今のアンプはそうでもないですが,真空管アンプやラジオはハムが結構大きかったですから,非線形によって肝心の音声信号がどのくらい濁ってしまうかを数値化することは,確かに性能評価には有効でしょう。

 CCIF法はまたちょっと違う考え方です。近接する周波数ですから,これは複数の楽器を同時にならした場合をシミュレートしているといえそうです。つまり,直線性の高いアンプを作れば,2つの楽器が濁らず,綺麗に2つの楽器として聞こえてきますよと言う,そういう性能評価に有効な数字であるということです。

 ハムが入ってこないように作れば実使用上はSMTPE法で出てきた数字は無意味になりますし,音源が単独で,残響音も全くない,それこそ朗読を再生するようなケースでは,CCIF法の数字は意味を持ちません。

 しかし,そういう極端な例はほとんどありませんし,数値と実際の音とが乖離して,スペック競争に陥りがちな性能の数値化にあって,どちらも現実の「音の良さ」を数値化しようという,結構高い志で始まったものなんじゃないのかなと,思ったりします。

 気の利いたカタログには混変調歪みは書かれていても,アマチュアの測定項目にはなかなか入ってきませんし,市販の機器でもこれらが仕様として公表されているものは,そんなに多くはありません。ちょっと残念だなと思います。

あれがなにしてXperiaごにょごにょ

 街で見かける携帯電話は,もうほとんどがスマートフォンです。すごいですね。2年前ならちょっと考えられない状況です。

 東日本大震災のあと,知人とスマートフォンの電池寿命の短さとバグの多さから,やっぱり確実なのはガラケーだよな,といっていたことを懐かしく思い出します。

 当時,スマートフォンで通話することには違和感があり,通話用のガラケーを維持しつつ,スマートフォンはデータ通信に特化するという2台持ちがそんなに特殊な事例ではなかったと思うのですが,この2年ほどで,大人も子供も年寄りも,男も女もみんなスマートフォンを持つようになり,普通に1台目として通話も当たり前になっています。

 携帯電話会社としては,ガラケーで下げすぎた料金を高値に戻す良い機会だったのだと思いますが,もともと日本はガラケーを育んだ国です。オープンでフリーダムなスマートフォンの本当の意味での恩恵を,日本人は受け損なっていると思います。

 そんな私は,スマートフォンには全然興味がなく,相変わらずガラケーです。アプリの追加など出来ないですから,出来る事は限られていますが,その分出来る事は確実にこなせるという信頼性がガラケーの強みです。

 ただ,方向音痴の私には,GPSと地図がないと彷徨い人になりますし,メールもチャットもリアルタイムで出来るようになることの面白さや重要性には,前世紀から気が付いています。ザウルスにPHSで通信をしていたころが懐かしいです。ドイツへの出張でザウルスポケットと内蔵モデムで,compuserveに繋いでniftyへアクセスしたことがありましたねえ。

 そうかと思えば,Advanced W-ZERO3の設定に寝食を忘れて没頭したこともありました。あの時はマジで,WindowsCEベースの窮屈さに死にそうになりました。シャープという会社の小型端末作りのうまさを,改めて感じたマシンでした。

 だから,IDEOSという日本通信の廉価なスマートフォンをここ2年ほど使っていました。私の持論は,インターネットは速度よりも常時接続性だ,であって,IDEOSと組み合わせたb-mobileSIMの速度は,全然気になりませんでした。常につなげる権利を,安価に提供してくれたことにありがたいとおもっていました。

 そうこうしているうちに大手キャリアから回線を借りて商売をするMVMOがたくさん登場し,サービスと価格の競争が始まりましたが,悲しいかな,SIMフリーの電話機が一般的ではない日本では,一部のマニアのオモチャになっています。

 私はマニアではありませんが,この流れに乗っています。月々945円のiijmioを使って,IDEOSで常につながっている状態を維持しています。しかし,さすがにもうIDEOSでは,つながっている価値も薄れるほど,よたよたです。CPUパワーもメモリも乏しく,画面の解像度も低い上に,OSのバージョンも古くて,悲しくなります。

 ですが,ここでスマートフォンを買い換えることは,なかなか大変な事に気が付きます。日本通信がIDEOSの後継機を出してくれていれば済んだ話なんですが,どういうわけだかそんなことはありません。結局,iijmioで使えるSIMフリーのスマートフォンを探すことになるわけです。

 そして,日本で手に入るスマートフォンが,大きく重く,高価でハイエンドなものばかりであることに愕然とします。100gという重さは,20年前のmova時代から,1つの到達点だったはずですが,そんな軽い端末はどこにもありません。

 ところがですね,海外に目を向けると,タブレットと紙一重の大型機から,ガラケーよりも小さく軽い小型機まで,様々なスマートフォンが売られているんですね。値段もスペックもメーカーも様々。一方でOSはほとんどandroidですので,基本的な使い勝手に差はありません。

 そこで私が目をつけたのが,XperiaのTipoという機種。ST21iという機種で,新興国向けの廉価モデルらしく,スペックは数年前のものといって差し支えはありません。HVGAの画面,800MHzのシングルコアCPU,512MBのメモリと,最底辺のマシンです。

 しかし,手のひらにすっぽりおさまる小型のサイズに,100gを切る軽さ,最底辺スペックでもなんとか動いているandroid4.0.3と,難しい事をしなければ十分に魅力的なマシンでもあるのです。

 で,私はこれを買いました。13000円ほどでした。

 ちなみに,海外からの輸入です。技適は通っていません。日本で電波を出すと,違法です。皆さんも注意しましょう。

 最近は,カスタマイズをする気力も時間もないので,可能な限りそのまま使うようになった自分を,軟弱だと笑うのですが,Tipoに関しては中華フォントがどうしても許せませんでした。私は大阪出身ですが,阪という文字が全然違うんです。

 そこで,やりたくなかったroot化。日本語フォントをコピーし,設定ファイルを書き換えて,置き換え完了。書けば簡単ですが,実はすんなり行かず,寝不足になりました。

 ついでにFMラジオの周波数も修正をして,root化の目的は達成です。

 使って見た感じですが,低スペックのハードウェアなんて全然問題になりません。800MHzのCPUは高速ではありませんが,サクサク感はちゃんとありますし,最新ではないにせよ,なんとか現行の4.0.3ですから,アプリも選べば問題なく動きます。

 比較対象がIDEOSですから,話にならないし参考にもならないんですが,私にはこれでもう十分です。

 ここで私はふと,昔を振り返りました。

 13000円のXperia Tipoは,日本では駄目ですが,通信端末として実に立派に動いてくれています。しかし,10年前のPalmを思い出せば,10万円で出来る事はアドレス帳とスケジュール管理です。信じられないです。

 端末だけが進化しても安くなるだけです。インフラが整備され,ビットあたりの価格が下がったからこそ,今のスマートフォンがあります。本当に激動の時代だったなと,つくづく思います。

保育園という感染経路

  • 2013/09/17 09:33

 今年の4月から娘が保育園に通うようになりました。いつも手を伸ばせば届く範囲にいた親が,全然知らない人と入れ替わる現実を1歳の娘が理解出来るとは思えず,まさに断腸の思いで保育園に入れたわけですが,当の本人はどこ吹く風で,保育園の先生に甘えたり,お友達と遊んだりと,それなりに楽しくやっているようです。

 保育園というのは家族の次に経験する集団です。肉親という枠を越える初めての機会になるわけですが,わずか1歳にしてこれから死ぬまで続く社会生活がスタートするのかと思うと,うれしいやらかわいそうやら,複雑な気持ちです。

 予想されていたことでしたが,人が集まれば感染症にかかる,と言う現実に直面するのも,保育園による社会生活デビューによるものでした。とはいえ,多くて1,2ヶ月に一度くらいの話だろうと思っていたのです。なぜなら,私がそうだったから。

 ところが現実は違いました。まさに2週間に一度の割合で病気になります。治った頃にまた新しい病気をもらってくるのです。ずっと病気をしている感じさえしますし,平熱で元気でいることが,特別な事なのだという事を,無意識に思い込んでいることに気付くほどです。

 我々両親にとって大きな想定を越えた話というのが,娘がかかった病気が,親にもうつってしまうことでした。子供病気は大人に感染すると,得てして重症化します。そういう話は耳にしていましたが,私も嫁さんも健康なので,自分達には関係ないやと思っていたわけです。

 ところが,とんでもない。子供と同じ回数だけ病気になってしまい,それがことごとく重症化して日常生活に大変な支障を来すのです。

 私も嫁さんも,体調不良で会社を休むなどということは年に一度か二度だったのですが,子供の病気で保育園に預けられずに休む場合と,自分達が出社出来ずに休む場合の両方の理由によって,これほど会社を休むことになるとは思ってもみませんでした。

・4月末・・・引っ越し後初めての連休で,一気に片付けようと思っていたのに,マイコプラズマ肺炎に感染。高い熱が続き,喉の腫れが気管支に移行して,咳が止まらない。喉の腫れも治まったと思えばまた再発するという具合に,ちっとも治らない。

 激しい咳のため,私は肋骨を折ってしまい,寝返りを打つこともままならない状態に陥る。すでにマイコプラズマはほとんどが耐性菌と言われていて,効き目のある抗生物質は限られている。娘と嫁さんにはまだ効き目のある抗生物質が出て比較的早くに治ったが,私だけなぜか古典的な抗生物質ばかり処方され,ちっとも効かないまま2ヶ月が経過,薬による症状改善とは違う,緩やかな治り方から自然治癒したもよう。

 体重が4キロ減る。


・7月初旬

 とても暑い日に,娘が家の外で少しだけ遊んでいたが,その日の夜にぱーっと39度近い発熱。ぐったりして動かないので,熱中症の疑いがあると,エアコンをきつめにしたところ,熱が平熱近くになり,元気を取り戻した。

 ところが翌日,やはり39度近い熱を出してしまい,ぐったりするので病院へ。溶連菌に感染しているということが判明。またも抗生物質の世話になる。

 そして案の定,私もこれに感染。40度近い熱が出て,喉の腫れと咳が続く。完治には2週間ほどかかる。せっかく2キロほど戻った体重が3キロ落ちる。


・8月中旬

 そして8月のお盆前,またしても娘が39度を超える熱を出した。もういちいち慌てないが,原因だけははっきりさせようと,病院へ。咳もあまりひどくなく,ぱっと見た目に症状が出ていないので首をかしげていたら,なんと手足口病。

 おりしも,前日のニュースで,東京で大発生中といっていたところ。うちも人並みだなあと安心したのが悪かったのか,私にまた伝染。

 大人の手足口病は地獄とは聞いていたが,まさかこれほどとは。家庭崩壊が危惧されるほど,社会生活に支障を来す上,精神的にも追い込まれる,本当に恐ろしい病気。

 手足口病は,抗生物質が効かず,特効薬もないため,症状を抑える対症療法で安静にして自然治癒を待つしかないが,子供は数日で治る。

 しかし,大人は強烈で,まず40度近い熱が2日ほど続き,以後は1週間ほど38度台の熱。その後37度台の熱が残る。かなりしんどい。

 その名の通り,手足口に発疹が出る。幸いかゆいということはなかったのだが,口というより喉に発生した炎症により,食事はおろか,水を飲むこともあくびをすることも困難になる。

 暖かいもの,塩気のもの,かたいものは全く口に出来ず,しばらくの間昼は焼かない食パンに潤滑目的のマーガリンを塗ったもの,夜は常温の素うどんだけの生活を続ける。ちなみに朝は食べない。そのうち口から出血。

 その上,足の浦に出来た発疹が強烈に痛み,壁伝いに歩かねばならないほど。しまいには足から出血。

 ようやく発疹が引いてきたのは,発症から2週間ほど経過してから。発疹のあった皮膚がぼろぼろと向けて,剥がれる。足の裏も同様だが,1mmくらいに分厚くなった皮がむけて床にまき散らす羽目になる。見た目にも汚く,不衛生で,風呂にもしばらくは入れず。休日も靴下をはいて過ごすしかない。

 ようやく治まったのは,9月上旬。2キロ戻った体重は3キロ減った。
 

 ということで,4月下旬から8月下旬までの4ヶ月間のうち,病気をしていた期間は実に3ヶ月以上。健康でいられたのは,3週間ほどでした。この間に引っ越し荷物を片付け,ジャンク測定器を修理し,写真の現像をして印刷をしていたわけですから,我ながらよくやったものだと,感心しました。

 そもそも,どうしてこんなに簡単に感染し,しかも重症化するのか,そこが問題です。もともとそんなに体が丈夫な方ではありませんでしたが,今からこんなでは,年寄りになってからすぐに死んじゃうなあと,ため息が出ます。ま,それもありですが。

 それに体重が落ちてしまって,ベルトが一番きついところでも緩くて,ズボンが落ちてしまいます。持久力もなく,無理が利かないので,毎日毎日帰宅すると,大した仕事もしていないのに,クタクタになっています。

 今の体重は,大人になってから2番目に軽い体重です。これではいかんと,出来るだけ食べるようにしているのですが,なかなか戻りませんし,戻った分はすぐに病気でふっとんでしまいます。

 はっとするのは,病気をして一番しんどいのは,娘自身であることに気付くときです。生まれてからずっと家にいて,衛生的に管理された空間で病気をすることもなく生活していたのに,保育園にいって他人と接触するようになると,まさに無力なネズミに猫が襲いかかるかのように,無防備な娘に病気が襲いかかります。

 こうして免疫を獲得していくし,病気に対する慣れも手に入れるんで,このプロセスはとても大切です。そうした気持ちで病気と闘う娘を見ているだけでは,きっと神様もお許しにならないのでしょう,その苦しみを味わえと,私にも同じ病気を体験させるのでしょうかね。

 そして,こんなに苦しい思いをしたのかと高熱にうなされつつ,絶望の淵にたたずんだり,普段ならなんでもないパンの耳に「こんなかたいもん食えるか!」と怒ってみたり,発疹が痛くて歩けない状況に不自由したりと,娘の病気の追体験をする機会に恵まれました。

 娘はまだ満足に話すことが出来ませんから,痛いことも苦しいことも,我々には伝えることが出来ません。だから,この追体験というのは,とても貴重なものだったのかも知れないです。

 うーん,こんなこと,今だから言えることですね。特に手足口病にかかっているときは,本当に地獄でした。

 これから,どんな病気をもらってくるのかと思います。3歳くらいまでには落ち着くと聞いていますが,まだ1年以上もあるんですよね。ほんと,死んじゃうんじゃないかと,まじめな話,怖いです。

番外編 アッテネータをつくってみたのと,VP-7722Aのダイオード交換

  • 2013/09/13 08:37
  • カテゴリー:make:

 オーディオ用のステップ式アッテネータは,ちょっとした小道具ですが,あると便利,ないと困るものです。0.1dB単位である必要はなくて,3dBくらいでも十分です。

 1つ作るかなと思っていたところへ,知人が75Ωのステップ式アッテネータをくれました。テレビのアンテナの検討に使うものだったらしく,しっかりしたケースに6つほどスイッチが付いていて,ケースの両端には75ΩのBNCコネクタが付いています。

 私は高周波はやりませんし,まして75Ωですから,これは使い道がありません。そこで,600Ωのアッテネータに作り直すことにしました。

 T型アッテネータの式に当てはめ,3,6,9,10,20dBの定数を求めます。ぴったりの値はありませんので,市販されている金属被膜抵抗を組み合わせて出来るだけ近い値になるようにしていきます。

 また,出力側に接続した機器のインピーダンスが高いときのために,600Ωで終端出来るよう,ターミネータも取り付けて,スイッチでON/OFF出来るようにしておきます。

 計算間違いとハンダ付け間違いさえしなければ,まず確実に動作するものですの,あいた時間の気晴らし程度でさっさと組み立てます。

 うまい具合に,ちゃんと動作も確認して,めでたくステップ式アッテネータが完成しました。

 自作の歪率計に内蔵した発振器は,出力振幅によって歪率が大きく変わります。一番歪率が小さくなるようにした上で,このアッテネータで調整が出来れば,良い測定結果が得られるはずです。

 しかし,VP-7722Aを手に入れて運用している今,もう必要がなくなってしまいました。

 とはいえ,なにかと便利に使えるし,これを持っていれば「おお,わかっとるなこいつ」と思ってもらえるので,見栄を張るのにも好都合。買えば結構な値段がしますし,気になっていた事が片付いて,良かったです。

 次にVP-7722Aのダイオード交換のお話です。

 VP-7722Aのアナライザ基板には,被測定対象を接続するオーディオ入力がつながります。ここに保護ダイオードが入っていて,燃えた基板はこのダイオードが壊れてショートしていたことを,以前書きました。

 同じ物と交換すべきですが,ちょっと変わったダイオードなので1N4148Aというごく普通のシリコンダイオードを代用したところ,小さいレベルの時と周波数の高いときで,歪率が悪化する傾向がありました。

 これが気になっていたので,出来れば同じダイオードに交換したいなと思っていたところ,比較的安価に手に入ることがわかりました。
 
 先日はさらっと書いたのですが,ガラス管に入ったダイオードには部品の名称もメーカーも記載がなく,回路図も手に入らない状況で,どうやって部品を特定したかが結構大事な話です。

 これは,海外の部品屋さんに,パーツリストが掲載されていたことで,解決しました。PDFになっているわけではなく,WEBに直接書かれていたんですが,もともとサービスマニュアルから引っ張ってきたもののようで,修理に際して大変参考になりました。

 VP-7720Aの回路図を手もとに置き,これとVP-7722Aのパーツリストと見比べて,VP-7722Aの回路を推測していきます。パーツリストにあるダイオードを調べると,ちょっと見慣れない1SS101というのが目に付きます。

 それで,1SS101ってどんなやつ?とgoogle先生に聞いてみると,簡単な仕様が出てきました。ここにある外形図とカラーバンドを確認すると,どうやら今回壊れた入力保護ダイオードがこれに該当することが判明しました。

 回路図を入手していたVP-7720Aでは,入力保護にMA150という普通のシリコンダイオードが使われていたんですが,面白いですね。これはやはり,高級機であるVP-7722Aならでは,なんだと思います。

 ところが,1SS101って,その用途にUHFのミキサ用とあるショットキーダイオードなんですね。HFくらいまでなら,ゲルマニウムダイオードの代わりに検波やミキサに使われたものでもあるらしく,アマチュア無線機にも使われた実績があるようです。

 高耐圧,高速,低歪みを特徴としている,なかなか個性的なショットキーダイオードです。本来,1SS101そのものが製造中止になっても,これに代わるものがありそうなものですが,その個性故かなかなかありません。

 スペックを見ると,逆耐圧70V,順方向電圧0.41V,順方向電流は15mA,端子間容量は2pFです。耐圧が高いわりには,容量が小さいというダイオードで,なかなか個性が強いやつです。海外製をぱっと探すと,1N5711とかいうのが該当しそうです。

 これが1N4148Aなんかだと,耐圧は75Vですが端子間容量は4pFと倍もあります。信者すらいると言われるベストセラーの1S1588だと耐圧30V,端子間容量は3pFと,実に凡庸です。またVP-7720Aに使われていたMA150ならどうかというと,耐圧は35V,端子間容量は2pFです。

 つまりあれです,VP-7722AはVP-7720Aなんかと同じ性能を維持しながら,入力保護の耐圧を高める必要があって,1SS101と採用したということですね。

 MA150をとりあえず使えば良かったように思いますが,またこれも同じ物は手に入りにくくて,困ります。ということで,1SS101が70円ちょっとで手に入るようですので,早速注文します。

 届いてみれば,もう1枚のアナライザ基板で見慣れた,大きさ,形,カラーバンドです。

 早速VP-7722Aを分解し,ダイオードを交換します。気持ちがいいものです。

 そして測定です。レベルは左右でほぼ一致です。周波数やレベルによる差はほとんどありません。歪率は,1kHzの2Vrmsで0.00001%前後の差が出ることがありますが,ほとんどなしです。2Vrmsなら,80kHzくらいまで差はほとんどありません。レベルを小さくした場合でも,以前ほど大きな差にはなっていません。

 これで修理完了です。同じ部品に交換したんですから,当たり前といえば当たり前です。しかし,1SS101という部品の特定が出来なかったら駄目ですし,特定出来ても手に入らないとアウトです。外し品を使うことも,部品に名称が書かれていないのでは難しいものがありますから,新品が手に入って本当に良かったと思います。

 たかだかダイオードでこれだけ結果が違ってくるんですね。しかもショットキーダイオードという,非常にプリミティブな半導体でです。奥が深いなあと思います。

 しかし,こういうダイオードが製造中止って,なんとかならんもんでしょうか。

AG1022を買ってみた

  • 2013/09/12 09:31
  • カテゴリー:make:

 ファンクションジェネレータとは,なんと魅惑的な言葉でしょうか。functionとは機能ではなく,数学の言葉で「関数」です。それを発生させる装置というのですから,なんだか凄そうな気がします。

 発振器と言えば正弦波を発生させるRC発振器だった時代,矩形波やパルス波,三角波やらのこぎり波(当時はランプ波といっていたようですが)を発生させることは,特殊なことでした。ですから,それ専用の装置が用意されるのは当たり前の事だと思います。

 そもそも,正弦波は高調波を含まないのが理想です。高調波を含まない波形を使うことで,歪率や周波数特性を測定出来るのです。

 一方で,高調波を含んだ信号というのは,正弦波とは使い道が違いますから,求められる性能も違います。互いに置き換え出来ないわけです。

 かつて,ファンクションジェネレータといえば,それこそHPの高級なものか,あるいかインターシルの定番ICである8038を使った簡単なものか,どちらかでした。8038は三角波を元に,ダイオードによる折れ線近似を使ってなんちゃって正弦波を作り,また同じ三角波からコンパレータを使って矩形波を作っていました。

 正弦波の歪率はおよそオーディオに使えそうなものではなく。数%にもなるようなものでしたし,三角波だって対称性やリニアリティに問題があって,使い物に使い物になりそうなのはせいぜい矩形波くらいのものという印象があります。

 かくいう私も,8038を使ったファンクションジェネレータを自作したことがあり,バッファアンプやアッテネータも真面目に作ってあったのですが,肝心の発振源が今ひとつで,何に使うことも出来ずに,お蔵入りしました。

 以来,ファンクションジェネレータは私には不要となったのです。

 そんなこんなで,2465Aの調整を行うのに,信号源が必要になりました。矩形波と正弦波さえあれば事足りるので,RC発振器を使って済まそうと思っていました。しかし,結構頻繁に出力電圧や周波数を切り替える必要があるのと,10MHz程度の高周波まで必要になりそうだったことで,作戦の練り直しを迫られました。

 せっかくですから,安いファンクションジェネレータを買うか,そんな風に思って探してみました。最近は3万円で実用的に使えるオシロスコープが買える世の中です。ファンクションジェネレータだって,それなりのものが安く買えるようになっているに違いありません。

 果たして,安いオシロスコープで有名な中国のOWONというメーカーから,約4万円でファンクションジェネレータが出ていることが判明しました。それがこのAG1022です。

 新しい製品でもあり,あまり詳しい話は出てこないのですが,最新の波形発生器らしくDDS方式,2チャネル独立出力,サンプリング周波数130MHz,出力周波数の上限は25MHzで,振幅の分解能は14ビットです。

 発生出来る波形は正弦波,矩形波,三角波(のこぎり波),パルス波,その他特殊な関数,ユーザー定義,DCで,出力インピーダンスは任意の値を設定可能です。50Ωのインピーダンスでは,10mVppから10Vppまで出力できます。

 案外ありがたいのは大型LCDとテンキーを搭載していて,どんな波形が出ているかがぱっと分かること,各種パラメータを簡単に設定出来ることです。昔,HPのファンクションジェネレータを使ったことがありますが,3桁や4桁の7セグLEDにジョグダイアルという組み合わせは,操作がとても面倒臭かった記憶があります。

 DDS方式ですので,周波数安定度や波形の品質も悪くないでしょうし,RC発振器とSSGの間を埋める発信源として有効に活用出来そうです。お値段は36800円。ファンクションジェネレータとしては激安ではないですが,性能を考えると安いです。

 よし,買うか。

 amazonで買えてしまうところが,なんとも凄い時代になったものです。

 さて,届いたAG1022ですが,怖いのは欠品と初期不良です。ちゃんと確認をしますが,どうやら大丈夫なようです。

・外観

 最近の中国製品はあれですね,野暮ったさというか,古くささがなくなり,随分スマートになりました。なんでも貫でも青色のLEDを使って,まぶしいくらいに光らせていた品のない製品が多かったのですが,AG1022はそれなりに上手にLEDを使っていて,使い勝手を向上させているように感じました。

 キーはサイズも配置も悪くないし,全体の色合いも好印象です。上ケースが曲がって取り付けられていることは少々残念で,このあたり,細かい事が気にならないおおらかな人が作った(検査した)んだろうなと思います。


・性能

 カタログに書かれているスペックに,とりあえず偽りなしです。さすがDDSで,周波数を切り替えた時にも安定していますし,波形そのものも綺麗です。正弦波はもしかするとオーディオに使えるかもしれないと思って歪率を測定しましたが,0.01%ということで,使えなくはないんだけども,正直厳しいというレベルです。


・操作性

 操作性は特に良くもなく,悪くもなくです。慣れれば全然不自由しませんし,昔の中国製品によくあった,理不尽なUIもありません。ただ,LCDは今どきSTNで,視野角が狭すぎです。できればTFTにして欲しかったなあと思います。

 精度

 実は,周波数精度がスペックとして出ていないんですね。水晶発振子の精度がそのままと考えれば,50ppmや20ppmくらいだろうと思いますが,周波数を測定してみるともうちょっと悪い感じです。揺らぎは少ないのですが,絶対精度が今ひとつです。

 同じ事は振幅にも言えて,0.1%くらいの誤差は当たり前に出ています。

 いずれにせよ,誤差や安定度の規定がないものは,測定器ではありません。AG1022はその点で,測定器として扱うことは残念ながら出来ないです。

・面白い事

 基本的な関数だけではなく,ちょっと面白いものが入っています。heartという関数は,オシロスコープで見るとハートマークが出てきます。これは,高い周波数の矩形波の振幅をうまく設定し,ハートマークになるようにしているものです。同じ仕組みでcircleという円を描く関数も用意されていました。

 
 書くことがあまりないんですが,そもそも簡単な機械ですので,まあこんなもんでしょう。なにより,2465Aの調整が出来る事が大事です。

 このシリーズの2回目に書きましたが,結論から言うとAG1022を使って2465Aの調整はとりあえず出来ました。AG1022は振幅方向の精度が今ひとつな感じがあるので,2465Aも精度が出ているとは思えませんが,まあアナログオシロの調整ですので,そんなに厳密でなくてもよいと思っています。

 これが,ちゃんとしたメーカーのファンクションジェネレータなら,精度も一応管理されているでしょうから,2465Aの調整結果も不安のないものだったと思いますが,まあそれなりの金額がしますので,これはこれでよいことにします。

 何度考えてもそうなんですが,アマチュアがファンクションジェネレータを必要とするシーンって,あるんでしょうかね。AG1022は独立した2出力がありますので,位相をずらした正弦波を発振させたり,2つの周波数を合成したりと,いろいろ使い道はありますが,それでも特殊な話です。

 これよりも,歪率の低い正弦波発振器の方が役に立つし,矩形波が欲しい時は別にタイマICの555でさっさと作ってしまえば良いだけです。それに,オーディオ帯域で良ければ,今はPCを使ってどんな波形でも作る事ができますし。

 AG1022の上位機種では,変調機能があるのでSSG代わりに使えるかも知れませんが,中古でSSGが2万円ほどで買えることを考えると,ファンクションジェネレータで実現されても微妙な感じしかしません。

 そんなわけで,ファンクションジェネレータを買うのであれば,基準信号になるくらい精度の良いものを買うと便利でしょうし,そうしたものが予算的に買えないのであれば,もう買わないでおくのが一番いいんじゃないかと,やっぱり思います。

 とはいえ,2465Aの調整では,本当に楽をさせてもらいました。垂直軸とトリガの調整では,電圧を一発で指定通りに変更出来ることは,調整を効率的に進めるのに不可欠でした。

 これが3万円くらいなら,まあおすすめ出来るんですけど,4万円だと,ちょっと厳しいかなというのが,私の感想です。1CHでもいいから,29800円のモデルが欲しいですね。

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