kephyce 日々の記録

エレクトロニクスと音楽のお話

某車フットライト交換

イカーの某V社の○40という車なんですが、フットライトがどうも電球色で気に入らない。青くしたい。。。

なかなかいいのが無いので、Aliexpressで安価なライトを見つけ、LEDを交換することとしました。

ja.aliexpress.com
これなんですが。
届いて、早速こんな箱でして、

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2013-14みたいな記述がありましたが結果として2017年の私の車に付きました。

測定すると、12Vを掛けて約150mA流れており、消費は約1.8W、結構明るく光りましたが、私の目的は明るくすることでは無いです。青くしたい。

分解(透明と黒のプラスチックの隙間にマイナスドライバーを当てて、バンバン玄翁でたたく)して

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回路を解析すると、下図の様になっていました。手書き失礼。
LED3直5並列。Q1 はパワーTrである必要がないんじゃね?

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一つのLEDに約30mA流している。

この回路だと、LEDが一つ壊れると(ショートでもオープンでも)、他もそのうち全部壊れますね。ただ、定電流ドライブなので、火は出さないと思われます。
使っているLEDはVfが実測2.84V、1.4mm×2.8mmのチップタイプでした。同じ形状を探すのに一苦労。
LEDパラダイスというところに、売っていました。アイスブルー、すこし白みがかった青です。

3014チップLED アイスブルー - LED PARADISE☆エルパラ

型番:LP-3014UBLC

If max 20mAなので、15mAで使う事としました。Vf=3.2Vですので、ちょっと大きい。場合によっては飽和気味になるかも?ですが、実際には問題なかったです。
合計75mAにするには、R2,R3共3.9Ωくらい。
で、大体そうなりまして、総合0.9Wの消費。
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全LEDを交換し、抵抗も交換(KOA:RK73B2BTTD3R9J)して、
光り具合を確認し、透明プラスチックは瞬間接着剤で固定して終了。

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ま、電子工作というほどのものでもない(^_^;)お話しでした。。。。


 

 

 

金田式のノイズゲイン・コントロールド・トランスインピーダンス・アンプ

皆さん、こん○○は。

 

なんか、最近気づきましたが、金田さんの最近のI/Vパワーアンプ
いつの間にやらノイズゲイン・コントロールド・トランスインピーダンス・アンプになっているのですね。

入力端子〜GND間にR(またはR+Cでもよい)を入れ、(高域で)ノイズゲインを確保すれば、帯域が落ちてピークが減ります。

SiC MOS-FETバッテリードライブパワーIVC、無線と実験誌、2020/6月号の前編では入力端子〜GND間に7.5kΩの抵抗が入っていませんが、7月号の後編では入っています。

 

つまり位相余裕を持たせやすくなり、発振しにくくなる傾向になります。

 

以前、このブログ2013年9月30日の記事、

ノイズゲインがコントロールされたトランスインピーダンスアンプ

の図3のところに書いたように、発振しにくくなりますね。

あるいはこちらの記事とか、昔の私のHPとか。

やっと金田さんもそれに気がついたか、という感じです。

 

 20/7/25追記

最初にこの抵抗を入れたのは2018/12だそうです(知人より)

 

 

VOLVO XC40一泊試乗

VOLVOの一泊二日試乗体験に当選しまして、2018-2019年日本カーオブザイヤー受賞したXC40を運転してきました。

借りたのはT5 Rデザイン。

www.volvocars.com

さて、早速乗ってみました。

■シフトレバー!!

が妙です。

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レバーは前後にノックする度にモードがDとかRとかに変わります。

止まるときは横にある「P」を押すとパーキングです。どのモードからもPにいきなり変更できます。状態はパネルで確認↓。タコメーターの真ん中に出ます。

サイドブレーキも電動スイッチになっています↑。

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■ACCの進化版、「パイロット アシスト」

ACC(アダプティブ・クルーズ・コントロール)は、私の車にも付いているのですが、さらにこれに車線トレース(笑)機能が付いています。60km/h以上で動作するようですが、勝手に車線の真ん中を走るようにハンドルが動きます!

一応、ハンドルから手を離すとアラームがでるそうですが、高速でこの機能を使うと、ほとんどハンドルを動かさずに走れます。勝手にハンドルを切ってくれます。

ACC動作時でアクセル/ブレーキから足を離して運転することは既に体験済みですが、ハンドルまでほとんど自動となると、友人曰く「これは車を運転していると言えるのか?」(^0^)なるほど。

 

12月より道路交通法が改正され、ナビの凝視もダメ、と言うことになったらしいのですが、高速でVOLVOパイロット アシスト中であれば、(絶対とは言いませんが)極めて安全にナビの凝視も、ステレオの曲目の変更も、出来ます。

この法律も10年先にはあまり意味のないものになっていることでしょう。

 

■T5エンジン・・・

私はT3エンジンの車なのですが、これでも、某N車から某V車(まんまやんか)に乗り換えたとき、「うぉー、加速が楽、軽い」と感じたのでありますが、T5は更に軽いです。

そして、体感速度が遅い(笑)思った速度より出ている😲。

速い速度でも安定・安心して車を運転できると言うことなのですが、速度超過には要注意ですね。事故を起こしたり、おまわりさんに捕まらないように。

 

■自動ブレーキ

初めてこの車を運転したせいか、

田舎道を走っていたら前の車が急にブレーキをかけて小道に入っていったので、慌ててブレーキを踏みました。当然、VOLVOですから、アラームが鳴って警告してくれたのですが、、、

こういう場合、人がブレーキを踏み始めると、完全にコントロールが人に移りまして、車の自動ブレーキは解除されますが、、、

今回の試乗で一度あったのが、私がブレーキを踏み始めているのに更に強くブレーキペダルが踏み込まれる力が働いた・・・・

これは気になる方はメーカーにも聞いてみてください。

XC40はこういう仕様なのでしょうか?

私はそう感じた、ということで。もしそうならば更に安全な車です。

 

■左折が楽

なんか左折が凄く楽です。ハンドルが軽いのか?体感的な話で申し訳ないですが、くるっと左折できます。大回りになりにくい。

 

■分厚い扉

これは私車もそうなのですが(^^ゞ、XC40は更に?分厚い。

惚れ惚れします。側面衝突に強い!(ただし、一般道での燃費がイマイチ(^^ゞ)

安全優先の車ですね。

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■車内

ざっとこんな感じです。

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 ミリ波レーダーで死角に物体があるとランプが光る、のは私の車も同じなのですが、私の車はサイドミラーの内側の位置の車内にあるランプが光るのですが、XC40はミラーの縁にランプが仕込んであって、それが光ります。

したがって、私の車は年がら年中チラチラ光っていて、それはそれで役に立つのですが、このXC40は曲がろうとしたときだけ動作するようです。

 

スピーカーはハーマンカードン
ステレオはiPodiPhoneの音楽を完全にコントロールできます。USB接続か、ブルートゥース接続。

 

 

 

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高級感のあるシート

これは高いモデルだからですが(^^ゞ。

 

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ティッシュケースが邪魔でしたが、広いトランク。二重底です。

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荷物積んでいて、あまり公表したくなかったのですが(^^ゞ、こんな感じ。

トランクは電動で閉まります。

 

人を乗せて走っていたのでリアシートは撮りませんでした。

 

 ■外観

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■欲しい!!!

しかし、我が家の車庫に入らん(前の通りが狭いため)Orz。

 

おしまい。

 

 

 

 

このアーカイブサイトはすごい!

アメリカン・ラジオ・ヒストリー
https://www.americanradiohistory.com/


FB:
https://m.facebook.com/americanradiohistorycom-207035032673171/



という、アメリカのラジオ、テレビ関連の雑誌のアーカイブサイト、
すごいです。


回路関連の雑誌とか、オープンリールの雑誌とか、まー、たくさん。中には2001年くらいまであって、PCとUSBで繋いで制御する製作記事もあり、さほど古さを感じなかったり。


日本も、古いトラ技とか「電子展望」とかMJとか、著作権問題をクリアして、是非アップして欲しいです。



ピークの出ないトランスインピーダンスアンプ捕捉

金田さんの記事中に出てきた
Rf*Cf = Ro*Cc
(MJ2018/12,p94の式)

なんですが、ここら辺の出典はルネサス(旧NEC)のアプリケーションノートのこれかな?この最後のページp18にそのような事が書いてありますが、これ、真っ赤な嘘ですね。

この図のCの両端はバーチャルショートて低周波では0Ω、高周波では前述通りL(インダクタンス)特性を示すので、こんな式にはなりません。

p17の非反転アンプの式はあっています。何故って、マイナス入力端子のバーチャルショート先が入力信号だからです。

この二つは全然違うでしょ。


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トランスインピーダンス・アンプって、そのまま作ると帰還容量Cfと入力にぶら下がる容量Ciとで、先述したように
2次特性(2次バタワースフィルタ特性)
になるんです。

これが、Cfが大きいと1次特性になって、その場合には、1stポール以上のカットオフでも、以下のカットオフでも、ピークが出ません。

2次特性のカットオフ周波数が1stポール以下ではピークが出ない、ですね。

難しいのは、トランスインピーダンスアンプの特性は、電圧ゲインの周波数特性で無く、電流ゲインの周波数特性、だからですね。判りにくいです。
だって式が全然違いますからね。


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LTspice Mac版のXVIIが昨年11月にリリースされ、まだバグがいろいろあるのですが、なんとか使えて、とても良い感じです。

Mac版のきちんとしたシミュレータが無料というのは嬉しい限り。家でいろいろできるわけです。

昨年、LTspiceユーザーの集いに出てきまして、開発者のマイケル・エンゲルハートさんと直接お話し(といっても通訳介して)してきましたが、もともと彼は物理シミュレータをずっとやっていたのですね。それでSpiceをやろうと思ったとき、マーケティングをしたら全然儲かりそうもないので、近所のリニアテクノロジーに売り込んだ、といことからLTspiceが誕生しています。
彼曰く「優れたシミュレータは、皆、それを必要としている会社が作っている。売ろうと思って作ると良い物が出来ない」のだそうです。一理ありますね。

それで、1stポールの高いパワーアンプを作れない物か、そうすれば入力ケーブルの長さが変わっても、帰還抵抗の値を変えても、高域でピークが出ない安定したパワーアンプができるであろう、とシミュレーション中です。1stポール100k越えは案外簡単かも。ただし、オープンループゲインが下がるので帰還量がさがりますね。
まぁ、トランスインピーダンス・アンプはノイズゲインが1、つまり100%帰還が基本(で、安定化のために何倍かノイズゲインを稼ぐべき、と私はこのブログで提唱していますが)なので、さほどオープンループゲインは要らないのかもしれません。





入力容量によらずピークが出ないI/Vアンプ

ということで、

過去3記事のまとめなんですが、

入力にいかなる容量がぶら下がっても、高域にピークが出ないトランスインピーダンス・アンプ(I/Vアンプ)を作ることが出来るわけです。ただし、帯域は容量によって落ちます。

また、金田式を最近作ろうとすると、発表されるのがI/Vパワーばかりなので旧来の電圧入力を希望のかたは作らないですよね。

で、図4-1のようなアンプはどうかと。
図4-1



まず、1stポールが可聴周波数を超えるアンプをつくります。これで大きな入力Cでもピークが出ません。

そして、ノイズゲイン=非反転アンプのゲイン=1+Rf/Rg
を適当にえらんで、高域を制限します。これで小さい入力Cでピークが出ないように抑制します。

トランスインピーダンス・ゲインはRfであり、Rgの影響は受けません。

で、電圧も、電流も、入れられるアンプが出来上がります。

流入力の場合には安全のために電圧入力端子をGNDに落とした方が良いかと。
逆に、電圧入力の場合には電流入力端子はオープンで(できたらシールドのコネクタをかぶせる)いいかと。

すると、おそらく、Rfをボリュームにしても、複雑なCfの回路など入れずに、安定なアンプを作れるのでは?

ディスクリートで作ればNF回路設計ブロックの特許にもひっかかりません。(もっとも、審査請求していないのかな?)

可聴周波数帯域以上の1stポールのディスクリートアンプは、昔は金田氏が作っていたと思います。
ただ、ちょっと難しいのかも知れませんが、音質の話とはまた別に、1stポールを伸ばす設計はI/Vアンプには有効だとおもいます。


入力の容量でI/Vや反転アンプの高域ピークを出ないようにする・・・3-NF特許

さて、
「入力の容量でI/Vや反転アンプの高域ピークを出ないようにする・・・1」
の最後の、
大きな(30000pF)入力容量でトランスインピーダンス特性にピークが出ないのは、、

トランスインピーダンスの周波数特性のカットオフが、使っているアンプの1stポール(ドミナントポール)を越える値であれば特性にピークが出るが、それ以下であれば、ピークが出ません。

I/V特性の周波数特性なので、これが非反転アンプならばそうなのかな、と思うのですが、I/V特性の周波数特性算出はかなり難しく、かつ、そもそもI/Vは二次特性なので、なかなかイメージが湧かないかも知れません。

■シミュレーション実験3-1 OPA656、入力容量を変えて、1stポール前後でf特ピークの様子を確認
図3-1 回路図


図3-2 グラフ


これで、
1stポールを可聴周波数以上にうっちゃってしまえば、入力に大きな容量がぶら下がってもピークが出ない、安定なI/Vアンプが出来上がります
昔の金田式アンプはそういう設計だったのでは無いかな、と。可聴数帯域でフラットなオープンループ特性のアンプだったのではないかな、と。そのような特性のI/Vパワーアンプを作れば、長い入力ケーブルをつけても、帯域が落ちる(二つ前の記事の(1)式)だけで、不安定になりません。

あと、図3-2の高い周波数のところもピークが出ていませんが、これはアンプのノイズゲインの帯域制限によるものです。
つまりノイズゲインをコントロールすれば、またピークが出ない特性を作ることが出来ます

この二つが、入力容量でピークが出ないトランスインピーダンス・アンプを作る鍵になると思います。


1stポールを高域に持って行けば、色んな入力容量で安定なので、1stポールをオペアンプ二個つかい高域に持って行く特許がNF回路設計ブロックから出ています。
特開2013-66176「増幅回路および帰還回路」

■シミュレーション実験 3-2 NF回路設計ブロック社の特許の動作を確認
詳細は特許をみてください。
この特許の応用のシミュレーションをしてみました。

図3-3 回路図


図3-4 グラフ


図3-3 が回路ですが、ポイントは、右の広帯域オペアンプに局部帰還を掛けて帯域を伸ばして、初段は高精度オペアンプを使い、全体に帰還を掛ける(2段目オペアンプは反転とすることで初段も反転にして、局部帰還とオールオーバーの帰還がかかる)のがポイントです。
図3-4のグラフ上がオープンループ、この回路で1.34Mまで1stポールを伸ばせます。
図3-4のグラフ下で、1stポール以下で、見事大きな入力容量でピークが出ていないことが確認できます。


この特徴、反転アンプでもそのまま応用できます。

■シミュレーション実験3-3 通常の反転アンプのマイナス入力に容量をぶら下げたとき

図3-5 反転アンプの、マイナス入力端子に容量Ciがぶら下がったとき


図3-6 グラフ


図3-6を見れば、まず高域で帯域の限界に近いところではピークが出ていません。
また、Ciが100000μF(笑)以上で、これまたピークが出ません(が帯域が10数Hz)。

反転アンプでも、I/Vと似たようなピークの様子を示します。


■シミュレーション実験3-4 図3-5にNF回路の特許を適用したとき

図3-7 その回路図


図3-8 グラフ


グラフを見れば、おー、反転アンプでも、全帯域でマイナス入力端子にいかなる容量のCiがぶら下がろうが、ピークが出ないものを作ることが出来ました。

高域は、ノイズゲインがこれは101倍なので、帯域制限によってピークが出ないような特性となっているものと思われます。


ここで、ノイズゲインコントロールで高域のピークを抑制する様子を確認してみます。

■シミュレーション実験3-5 トランスインピーダンス・アンプのノイズゲインコントロール

図3-9 回路図



図3-10 グラフ



Rgを1G(ほとんど∞)から1kまでパラメトリックしてみました。
1kではまったくピークが出ないですね。このときノイズゲイン101倍で、その時の周波数特性で制限されているのでピークが出にくくなっています。

これだけでも、どんな入力容量にも、とはいきませんが、入力容量によって発振しにくいアンプをつくることが出来ます。


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と、ここに書いた二種類が、発振しにくいトランスインピーダンス・アンプを作る手法です。

金田式アンプに応用したら帰還容量Cfを色々入れなくても、安定なピークの無いI/Vアンプを作れるのにな、、、と思うわけです。

このシリーズおわり