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2019年11月26日 (火)

素材力学 ルテニウム振動式整流器2

11251お隣の柿畑の柿の紅葉は、そんじょそこらの名所の紅葉より見事に赤い。夏の間は緑の葉が生い茂り、サボテン工房のサボテン達の日差しが遮られて忌々しい。そのお返しに綺麗な赤になり、まるでじぐるっている寺内貫太郎みたいだ。それが間もなくして全部落葉してしまい日差しはサボテン達に目一杯当たるが、冬場は生長しないから時既に遅しなのだ。赤に見とれて褒めていたのもつかの間で、木枯らしと共に柿の落ち葉が一斉にサボテン工房のサボテン達に降りかかり忌々しい。畑の持ち主のi上さんとは仲良しだから、落ち葉が忌々しくてもニコニコして「ノー・プロブレム」とやせ我慢をする。この繰り返しを何度したことだろうか?jazz喫茶amp工房を開店してから10数年が経ち、周りの食べ物屋やコンビニや植物屋がことごとく消えていくのに良くぞ持ったものだ。ベイシーの菅原さんの所もそうだが、何十年も持っているjazz喫茶には音の良いの悪いのは決して言ってはいけない。凄い?jazzが鳴っているだけでも感謝すべき事態なのだ。異議ある御仁は自分でjazz喫茶をやってみればよろしい。

11252まあ、jazz喫茶amp工房は兼業で持ち堪えたようなもので、全く偉そうには言えないのね。さて、画像のリレーには随分助けられて好きではないが感謝はしている。そうだ、ルテニウム振動式整流器のリレーにこれを使ってみよう。とゆう訳でomronのg2r-2aの5vを接続してみた。全く8.33msecでは反応無しで、超高速リードリレーでしかこの考え方は実現出来ないことを確認した。

11253続いてshcpuなどマイクロプロセッサを使うのは普及を妨げるので(いらん心配や~!)、一応ハードウエアでやってみた。苦労すれば可能性はあるが、タイムマネージメントが難しく大袈裟なハードウエアになってしまい、現代にはそぐわない。またソフトウエアのような予測制御は不可能で、やはりマイクロプロセッサは必須、c言語では100khzも出せないからアッセンブラ言語も必須で、この仕組みは崩せない。

11254xこれがハードウエアルテニウム振動式整流器の全体波形。一応整流作用はしているが、赤丸印の切り替えポイントが疑問になる。

11255x立ち上がりの拡大波形を見れば一目両全。正の半サイクルと負の半サイクルが150μsecの間重なる。

11256x立ち下がりの拡大波形では正の半サイクルと負の半サイクルが、200μsecの間重なる。重なり電圧の最大が2vあり、2v200μsecの短絡電流で元々弱いリードリレーの接点はひとたまりもなく壊れる。でありますからタイムマネージメントは重要なのです。

11257それでは本腰を入れてソフトウエアの開発をしよう。 正の半サイクルと負の半サイクルからゼロクロスコンパレータでデジタル信号を作り、sh7145のpe3とpe4へ入力する。このポートはtioc0dとtioc1aの割り込み入力となっている。プログラムを組む上では当然割り込みが良いに決まっているが、デバック中に8.33msecの信号がガバガバと入ってデバック不能になる為断念した。また割り込み動作はスタックを動かすため、思ったほど高速にならない問題点もある。

11258フローチャートを描く。近頃はc言語で小説みたいなプログラムでフローチャートなど必要ないのでしょうが、超高速プログラムでは必須となる。フローチャートは美しくないが、ram動作モードで200khzの5μsec(プログラムのスタートから終了までの掛かる時間が5μsec以内が必須)を出すため、bra先などは汚くなる。特殊な技はポートのアドレス、各種フラグ、2個のカウンター等は全て16本あるレジスタへ収めて使う。従ってレジスタ間同士の演算動作のため最速となる。

11259フローチャートに従ってコーディングする。昔居た出来の悪いソフトの担当者はベタベタとコメント無しで打ち、後でのメンテナンスが丸で出来ない悲惨さだった。後に入社した天才ソフトマンはコーディングが見事で真似させてもらった。ドキュメントは抜群でも高速処理出来ないソフト屋さんも居たり、この世界はややっこしい世界で本当は深入りしたくはないが、超高速ソフトは誰にも書けないから仕方がない。

112591xこれがルテニウム振動式整流器動作の全体波形。赤丸印の1がリードリレーのディレイ時間、2はタイムマネージメントによる早期オフ時間。


112592xこちらが立ち上がり波形でリードリレーの遅れが180μsec~200μsecある。この遅れは負の半サイクル立ち上がり信号からカウントして100μsec分早くオンしてやれば丁度中央でオンするが、今回は様子見でやらない。要するにマイクロプロセッサを使えば、どの時点でオンしようがオフしようが自由自在になる。

112593xこちらが立ち下がり波形で、正の半サイクル立ち上がり信号からカウントしてオフすれば100μsecのデレイも含めて自在に調整できる。現在は200khzの5μsec動作だがrom化すれば400khzの2.5μsecでも動作可能になる。200khzの場合8.33msec/0.005msec=1667が100%オン位置となる。画像のオフ位置はあえて大きい150カウント(750μsec)にして、自在にオフできるか観察している。400khz2.5μsecの世界はソフトウエアとはもう呼べず、ハードウエアとソフトウエアのハイブリッドになるから、ハード、ソフトの複合技術を持っていないと出来ない。素材力学のルテニウム振動式整流器の開発は、オーディオ技術とロボット技術の高度な融合と言える。

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