雷様
Fedora 24が、先月リリースされた。今回は、何度も リリースが延期され、やっと出たというのが真相らしい。
そういう子にすぐ飛びつくと痛い目に遭いそうなので、少し成長するまで、生暖かく 見守っていましたよ。で、そろそろ頃合かなと。
いつもサーバー版と言う、余計な物無し版を入れて、後は好き勝手に自分が使う物だけ 入れるって方針。特に普段使う事が無い、何とかDeskTopなんて起動に時間はかかるは、 メモリーを大量に使うはで、無用な長物。 オイラーみたいなCUI人間は避けて通りたい所です。
サーバー版がDVDに供給 1.9Gとな。workstation版やSpins版より、サイズが大きいって どゆ事？
最近は、 トラフィックの集中によるインターネット遅延について なんてのが出てる。某10にしろしろ攻撃で、国内幹線から枝線まで渋滞中。この渋滞が 解消するという、7月29日以降に、DLしてみるかな。
IIJさんは、 IIJmioひかりの混雑の理由とバイパス手段(IPoE・DS-Lite対応) ちゃんと説明してくれて、バイパス手段も提案してます。ちゃんとユーザーの事を 考えてますな。どこかの糞OS屋、自分の都合をユーザーに押し付けるなよ。
ここまで書いてきた時、突然に左手の掌あたりがねばねば。何？と思って掌を見ると、 NotePCに貼り付けてあったWindos7のスティカーが剥がれて、べったり付いていた。
買った時、かっこ悪いから剥がそうと思ったんだけど強固に張り付いていて剥がせなかったのに、 今日に至って自然に剥がれた。これって、Windowsから解き離れろと言う、神の啓示？
ついでに、インテル入ってる のスティカーも剥がれてくれないかな。跡地はPowerPC でもいいし、MIPSでもいいんだけどね。
久しぶりに、日経Linuxなんて雑誌を買った。WindowsからLinuxへの最終乗り換え案内が 目玉らしい。今買っておかないと、来月には手に入らなくなるからなあ。8月号って 事なんで、8月になったら読んでみよう。図書館から借りて来てるのの消化が先。
PLL分解能
前回のPLLで10MHz分解能を、無理して1MHz分解能にしてみた所、安定するまでの時間が 大幅に延びてしまった。そこで、ループフィルターで応答性を決めている時定数を、 スケーリングの法則（そんなの有るのか？）により、変更してみた。
曰く、扱う周波数が1/10になるんだから、平滑回路のCR類は10倍にすればいいんでないかい って訳。
1MHz設定時の応答を見るため、250uSまでシュミレーションを実行し、VCOへの入力電圧を 調べてみた。膨大なシュミレーション時間がかかった。こういう時、速いマシンが欲しいと 切実に思うぞ。
C:\Users\sakae\Documents\CKT\pll>tail -n 3 LOG* ==> LOG-1M <== 2298899 2.500000e-004 1.924113e+000 2298900 2.500000e-004 1.924113e+000 2298901 2.500000e-004 1.924114e+000 ==> LOG-10M <== 401250 2.500000e-005 1.943955e+000 401251 2.500000e-005 1.943955e+000 401252 2.500000e-005 1.943955e+000
10MHzの方の期待値も載せておく。10MHzの方は、25uSの時点で十分に安定してるんだけど、 1MHzの方は、グラフの進行状態からして、まだまだ安定状態には至っていないと思われる。
それ以前に、そもそも安定するんか？ フィードバック系の自動制御。簡単なものは、 バイメタルを使った炬燵の温度制御。温度に応じてon/offするバイメタルで、ヒーターに 通電するかしないか決めるもの。
複雑なものは、車の自動運転。日本の法はこれからだから、現状の話だと、眼で 車線の中央で車が進行してるか。右にずれていたらハンドルを左に切る。左にずれて いたら右に切るってやつ。酒呑み運転だと、ああ左に寄りすぎてるからえいーと右に ハンドルを切った。こんどは右に行き過ぎたんで、左へえいーと切った。 いつまでも、蛇行運転で、安定しない。
ひょっとして、こういう制御が続いているのではなかろうか？ ちょいとパラメータを 変更して実行したいんだけど、時間がかかりすぎる。
雷様
そろそろ盛夏。夏の季語は知らないけれど、何か夏らしいことをやって糞熱い夏を 乗り越えようと思う。
ああ、それならウナギ喰え。平賀源内が考え出したと言うキャッチコピーには 乗せられまいぞ。
平賀源内と言えばエレキテル。電気うなぎにを喰らってエレキテルに感染したのかは 知らないけど、クワバラ、クワバラの雷様を真似して、有名になったらしい。
ってな訳で、雷様の研究でもしてみるか。
高電圧ってどうやって発生させる。昔さんざんやったな。ブラウン管TVに時代に 水平偏向回路で使われているフライバックトランスに、ドライバーをちかづけて、 ビリビリ火花が出るのを。
直流高圧電源装置の製作 そうだよね。フライバックトランスにFETのSW、発振器はNE555ってのがオーソドックスだな。
後は、車のスパーク回路ってのも有りかも知れない。そんな、火花が出るような車には 乗っておりません。こりゃ失礼。ひょっとして水素カー？ 電気カー？ 車屋とか サービスエリアに充電口が用意されるご時勢ですから。
1つのICでコンパクトな高電圧電源を構成 なんてのも有るな。トロイダルコアに、線を巻いて、トランスを自作してる。 こんなの、『トロイダルコア活用百科』に出てたかなあ？
そして、こちらが、総合案内みたいで便利。 高電圧発生装置の自作関連のリンク
高電圧を発生させる方法 火花も見られる。って、誘蛾灯になるな。あるいは、埼京線に出没するという、痴漢 撃退用に、スタンガンを作るのもいいかも。女子高生の夏休み必須工作に指定されてたら まじ恐い。いい子は痺れますって、ね。
自前でやってみる
卓上電子工作で追試してみます。まずは、コッククロフト・ウォルトン回路を試してみます。 下記を参考にしました。
この回路を発明して、未知の分野の開拓に貢献したって事で、ノーベル賞を貰えるなんて、 技術者冥利につきますなあ。
ngspice用に基本実験
cockcroft ckt c1 in cp 0.1u d1 0 cp diode d2 cp out diode c2 0 out 0.1u .model diode D v1 in 0 sin(0v 10v 100hz) rl nc 0 10meg .control tran 10us 100ms plot v(in) v(out) v(cp) .endc .end
そして、回路を積み上げてみる。
cockcroft ckt .subckt cc in out cp bs c1 in cp 0.1u d1 bs cp diode d2 cp out diode c2 bs out 0.1u .model diode D .ends * v1 in 0 sin(0v 10v 1000hz) v1 in 0 pulse(-10v 10v 0n 1n 1n 500u 1000u) xa in out1 cp1 0 CC xb cp1 out2 cp2 out1 CC xc cp2 out3 cp3 out2 CC xd cp3 out cp4 out3 CC .control tran 50us 1000ms plot v(in) v(out) v(cp3) .endc .end
入力電圧は、商用電圧が良いのだろうけど、感電の危険があるので、ぐっと控えめな 電圧を設定しました。
正弦波と方形波を選んでみました。安定すすまでの時間は、どちらも同様の時間が必要 でした。 速く安定させようと思ったら、駆動周波数を高くするのが効果的。そりゃそうだ。 電圧を積み上げる回数が、周波数に比例するんだから。
マイナスイオンの製造器を作っておられる方達は、写るんですに内蔵されてる（されてた） フラッシュ用のモジュールを使って、ある程度高い電圧を発生させて、それをこの回路に ぶちこむというインバーター思想の持ち主でした。
乾電池の直流を交流に変える。これすなわち太陽電池で発電された直流をインバーターで 交流に変えるってのと同じ技術ですね。一体、発振周波数はどのくらいなんだろう？ ああ、電撃で良いので、永続的に発振しなくても間に合うのか。
いや、ある程度の時間発振が継続してないと、電圧の積み上げが出来ないな。 だから、段数を増やして行っても、ある程度の所で頭打ち、最適な段数が有るのだな。 こういうの、どうやってシュミレーションする？
まずは、半導体SWを使って、負荷回路をON/OFFしてみる。spiceには、電圧で制御出来るSで 始まるSWと電流で制御出来るWで始まるSWが用意されている。今回は、電圧制御のSWを 使ってみた。以下、負荷と制御の部分。昇圧回路を先のものを流用。
v2 cont 0 pulse(0v 3v 100m 1n 1n 150m 300m) s1 out tol cont 0 mysw off rl tol 0 3meg .model mysw S(vt=1.35v roff=100g) .control tran 100us 1000ms plot v(cont) v(out) .endc .end
SWの制御用信号発生器が V2になる。100ms遅れで150ms間がon。周期が300msって設定。 その制御電圧をスイッチs1に入れて、負荷抵抗の3Mを、on/offしてる。
スイッチのデフォルトパラメータは決まっているけど、そのうちのスレッショルド電圧を TTL風に設定。SWのoff抵抗が、絶縁抵抗計の針が振れるぐらいのデフォルト値だったので、 切れがよくなるように設定した。完全OFFをspiceが実現してもよさそうなんだけど、 処理の都合上、何らかの抵抗値で回路が閉じている必要が有るのだろうね。
負荷を付けると10V程、電圧が低下する。そして、リプルは2Vぐらいに拡大する。 出力にタンク用のC(0.1u)を取り付けると、リプルは大幅に改善されるけど、充電が 間に合わない（東京の渇水みたいな）状況になってしまう。負荷の取りすぎか。
東京に人が集まり過ぎ。地震が来たら一発で日本が沈没する。そんな事で巻き添え 喰うのオイラーはいやだ。早く危険分散せいよ。と、電子回路の実験から将来の日本を 憂うってのは、意味震だな。
話が逸れた。 グラフの特定部分を拡大したい時は、plotのオプションとして、xlimit(or ylimit) min maxを 指定すると良い。
熱いせいか、ぼーとしてた。ngspiceで、負荷をon/offした時の波形なんだけど、期待に 沿わない波形だって気がついた。swの最初のoffのサイクルが、onしたように見える。 だから、１サイクル目のonと合わせて、丸々１サイクル分がONのように見える。
これって、ひょっとしてBug踏んだ？ こういう時は、違う筋から手を回してみるんだ。 LTSPICEで確認のため、ちょっと修正
v2 cont 0 pulse(0v 3v 250m 1n 1n 150m 400m) s1 out tol cont 0 mysw rl tol 0 3meg .model mysw Sw(vt=1.5v roff=100g) .tran 100us 1000ms .plot v(cont) v(out)
モデル名が、SWになってるとかの微妙な違いを修正したら動いた。こちらは、頭に描いた通りの 波形になった。
それじゃ、元祖spice3ではどうか？ 一番最初のoff状態はSWもoffになってる。そして 最初のon信号でSWもon。ここまでは良い。でも２サイクル目に入ってもずっとonした状態に なってる。
はい、spiceもngspiceもBUG確定ですな。どうやってBUGレポートを送るんだと調べて みたら、ソースファイル群の頭に、BUGってファイルが置いてあった。切符切るか、MLに 投げてね。やばいデータが含まれているなら、開発者に直送してもいいよとな。
それに続いて、BUG開陳って項が有った。
------------------------------------------------------------------------------
OPEN BUGS:
------------------------------------------------------------------------------
* pole-zero analysis
:
* voltage (and current) controlled switches need better timing
The controlled switches (SW, CSW), which still stem from the original
spice3f5 implementation, sometimes lead to wrong results when on and off
ramp times differ considerably.
spice3f5から引きずっているBugだよ。だから、文句言うなよ。最初からごめんなさい 言われちゃったら、文句の付けようもありません。誰も直さない所をみると、構造的な 欠陥でもあるんですかね？
いや、そんな事は無いだろう。LTSPICEでちゃんと動いているんだから。開発者の 誰かが、菓子折り持って、直し方を教えて貰ってこいよ。
最終リリースが出てから２年は経過してるんで、開発版ではもう修正されてるかな？ ひょっとして、人手不足してる？ おいらも微力ながら、協力しよう。ngspiceを OpenBSDに入れてるけど、コンパイル等お世辞にも速いとは言い難い。
これを期にFreeBSDにも入れておくか。で、入れてはみたものの、X11のdevが使えない とか言われた。Makefileをちょっと変更して、再コンパイルの洗礼を受けたぞ。
CONFIGURE_ARGS+= --enable-xspice --with-readline=yes --with-x
トランスによる昇圧
コッククロフト・ウォルトン回路への供給電源は、『写るんです』のフィラッシュ回路を 使うのが定番みたいだ。富士フィルムさんの技術をリバースエンジニアリングされて、 回路を再生されてる方がおられる。
そして、それから ブロッキング発振回路（ブロッキングオシレーター）とは何か の解析へと駒が進むようだ。
また、回路をバラすの大好きさんによって、中華製のラケットが解析されてる。 なんでラケットに回路が入ってる？ 第二の錦織目指して、秘密の特訓をやるため、 加速度計とかが組み込まれたラケットでも売ってるんか？
そうじゃ無かった。この時期必須の 電撃蚊取りラケットとは？ なんてのが有るそうな。都会の小供は、こういうの持って、林間学校へ行くんですかね。 くれぐれも、熊ん蜂(すずめ蜂)とは対戦しないようにね。
いや、林間学校の夜の余興にいいかも。蚊帳の中にすずめ蜂を放す。タッグを組んだ息の あった男女学生が蚊帳の中でいちゃいちゃじゃなくて、電撃ラケットを振り回して、蜂を 退治する。制限時間30分。ラケットのパワーは有限なんで、常時電撃モードにしておくと、 エネルギー切れで、肝心な時に役に立たない。
ボタンを押して電撃モードにしても、回路の充電時定数があるので、数秒しないと使えない。 そこを、息の合った２人で旨くカバーするのだ。全部やっつけたら、リオ・オリンピックの 余興の部に出場出来る。
但し、エネルギー切れとかで、攻撃能力が無くなったら、蝶のように舞い、蜂のように 刺すって攻撃を、本物の蜂から受けるぞ。これアリさんより強いよ。死亡確定、でも、哀れなロミオとジュリエットっつう事で、 将来の語り草になる事でしょう。
折角なので、ちょいと作戦検討。ラケット組は、ロングレンジ戦法に徹する事。戦艦大和が 何故、世界一の巨砲を積んだか？ 相手の砲が届かないエリアから自分が砲をぶっ放し、 相手をやっつけたかったから。
そう、なるべくラケットの届く範囲で攻撃するのが必殺方法になる。逆に蜂さんは、接近 戦法。懐へ飛び込めば、ラケット攻撃を受ける事もない。相手は素手で戦うしかない。 こうなったら、好きな所を攻撃出来るぞ。頚動脈へ毒針を刺すもよし、黒眼攻撃も 容易いぞ。ってな事で、蜂さん勝利の予感がするな。
自前で、ブロッキング発振器を作るとしても、基礎はトランスだな。トランスなら 任せておけ。その昔の学生時代、学校の授業でトランスを設計させられたのさ。
変電所に設置するような大型トランス。鉄損がどうのとか、透磁率がどうのとか、 励磁電流がどうのとか、ヒステリシスがどうのとか、、、今はみんな忘れてる。
トランスで覚えている事は、電圧増幅（or 減衰）器って事だけ。そう、巻き線比に よって、１次側に入ってきた電圧が、２次側で大きくしたり小さくしたり出来るんだ。 通常、巻き線比はトランスの製作時に決まってしまうけど、 可変のゲインを実現するために、スライダックって言うトランスが有ったな。
トランスをspiceで実現しようとすると、ゲインの設定項目なんて無い。と言うか、 トランスって言う部品すら無い。有るのは、トランスの元になるコイルだけ。 はて、困った。果たしてトランスなんて実現出来るのか？
で、思ったね。コイルの一番重要なパラメータは、インダクタンス。このインダクタンスって、 巻き数に比例するんじゃなかったっけ？ならば、インダクタンスの比が、巻き数比を 等価的に表しているかも。ここまで妄想したら、後は手を動かせ。
trans check L1 0 N001 1m L2 OUT 0 2m R1 N001 IN 1 K1 L1 L2 1 v1 in 0 sin(0v 1v 100khz) .control tran 100ns 100u plot v(in) v(out) .endc .end
コイルは鉄心なりで結合されて、トランスに成る。それを表現する為に、Kと言う仮想の 部品を用意するらしい。K1ってのが、いわばトランスを表すメタ部品だな。このパラメータとして、 結合係数ってが必要みたい。通常は１らしい。最低値は０とか。
コイルを電源に直結すると、エラーになる。
Warning: singular matrix: check nodes l1#branch and l1#branch Note: Starting dynamic gmin stepping Trying gmin = 1.0000E-03 Note: One successful gmin step Trying gmin = 1.0000E-04 Note: One successful gmin step : Warning: singular matrix: check nodes l1#branch and l1#branch Warning: Dynamic gmin stepping failed Note: Starting source stepping Supplies reduced to 0.0000% Warning: singular matrix: check nodes l1#branch and l1#branch
DC的な抵抗が0になってspiceがそれに耐えられず落ちるのだ。だから、多少の抵抗を 入れておく事。
1Vと入力に対して1.4Vが出てきた。って事は、増幅度は、sqrt(L2/L1)って事？ ビンゴでしたよ。これで、目処が付いたな。
増幅器なら、反転回路と非反転回路が実現出来るはず。それが、2次側のコイルのどいちらを グランドにするかで選択出来る。上の接続では反転と言うか、入力に対して180度位相が 回った波形となる。
更に、トランスの結合係数だが、出力は巻き数比にこの数値の係数を掛けたものとなる。 およそ、トランス理論から、かけ離れた理解になってしまった。
そのつまづきは、一番最初に予想した、インダクタンスは巻き数に比例するって所。
トロイダルコア活用百科を見たら、インダクタンスはは巻き数の２乗に係数を掛けた ものってなってた。その係数は、コアの形状から算出される値とコアの透磁率の積との事。 また、結合係数ってのも説明が有ったぞ。よく見ておけ。
よく思い出したら、ATだよ。電磁石の強さは、コイルに流れる電流(A)を強くするか、 巻き数(T)を増やせと、小供の科学に書いてあった。それと混同してた。
強い電磁石が必要なら、電流が無限大流れるようにすれば良い。けど、銅線にはわずかながらも 抵抗が有り、そうは問屋がおろさない。そこで注目されるは、超伝導。抵抗がゼロになる 物質探しが始まった。低温にすれば超伝導状態が発生する事は分かっていたけど、なるべく なら高温の低温（変な言い回しだ）で、その状態になれば、冷却装置が簡便に済むので ありがたい。詳しい事は、JR東海にでも聞いてみるとよい。 超電導リニアについて
コイル、コアと言えば、昔からTDKと相場が決まっていた。 それと、トヨムラの空芯コイルだな。送信機の終段にあるマッチング回路だとか、VFO用の コイルだとか、ちゃんとしたものが必要な時、使ったものだ。
どんなに立派なコイルだったかと言うと、銀色に輝くコイル導体、疎巻きしたコイルを がっちり支持してくれるスペーサー。このスペーサーが、高周波損失が非常に少ない 樹脂性。用途に合わせて、色々なサイズを取り揃えています。高価だったけど、効果が 有ったような気がする。
社会人になってから、TDKのコアメモリーを 使った事が有るよ。あのビーズのミヌチュアみたいな輪に銅線を通す技術は、女工の 繊細な指の感覚が無ければ出来なかった技。
という事で、TDKさんの資料部へ出張 spiceパラメータの資料を閲覧するのさ。
後、ネットで見つけた電磁的なあれを挙げておく。
いろいろ調べてみたけど、手っ取り早く雷体験したかったら、お台場へ行くとよい。 大小さまざまな雷があるそうだけど、平均一発5000円ぐらい。中小の方は若干割引が効くらしい。 設備は東京都立って、どんだけ金持ってるんだ。だから、税金をじゃぶじゃぶ使っちゃう、 都知事が生まれるんだな。