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2021年10月 8日 (金)

電磁力学 vcmとスピーカの電流帰還

2110032深夜は太陽電池パワーコンデショナによるグリッド流入が止まり、インバータ搭載機器の稼動も減り、まあまあ電気は浄化される。Scan-Speak 15W/8530K00システムは割り箸シンバルなどと悪態をついるが、深夜のClifford Brown, Max Roach - Study In Brown (EmArcy MG-36037)Capitol Studios, NYC, February 23, 1955、の1曲目チェロキーが躍動してたまげた。電源の浄化により音色感度が向上しているのだ。良い音を聴きたいマニアはマイ電柱よりも、丑三つ時にjazzを大音量で聴くべし。

211003125曲目のジョージズ・ジレンマ、マックス・ローチのシンバルアタックが実に美しいなどと感動しながら、sh7145cpuの電流帰還のデバックをしている。今回はipmのスイッチング速度の限界から、50μsecと電流帰還が遅い。分解能も±500しか取れないから±9bit相当のdaコンバータで情けないが、低域の再生ではちゃんとした音が出ている。

2110034こちらが電流帰還の状態図で周波数は200hz。黒が電流指令値でsainテーブルから引きずり出したデータiqa、赤が電流帰還演算した結果(iqa-iqf)xgainのデジタル演算をアナログ化したものでiqaと同位相、緑が電流検出値をad変換してiqfとしたもの、水色は電流センサーの値そのもの、このように電流検出値はスピーカコイルのインダクタンスにより遅れる。オーディオ信号の複雑周波数帯の電流帰還をしたら、一体どうなるだろうか。有限要素解析しても明快な答えは出ないが、オーディオでは何をしても音は変るから、これもありなんでしょう。

2110035ここからおまけ。
電流帰還を掛けて同位相にするには位置検出をして強引に合わせるしかない。我々ロボット屋は電気角を検出してそれをやる。ボイスコイル部の位置検出はミクロン単位で検出できるから、低域と周波数を限定すれば高精度に出来る。出来るがスピーカコーン紙全体の位置制御は不可能、これが古来からあるmfbとゆうもの。次に画像のノイズ、これはipmやigbtを使った時igbtとダイオードで双方向スイッチを形成するため、ダイオードの短絡電流による発生ノイズで、除去の方法がない。ダイオードそのものの特性でソフトリカバリなどカイゼンされているが、システム上の問題は完全解決できない。

2110033x次は力の話。
altecの515bでボイスコイルの移動ストローク2mmとし、上限の周波数500hzにした場合の加速度gは何と1000g!にもなる。1gの質量が1000gにもなる魔境の世界がスピーカで、げに恐ろしやです。ですからウーファに「もっと働け!」とパワハラをしないでください。

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