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2013年6月

2013年6月28日 (金)

Eye-Fi カードのはなし

Eye-Fi カードとはImg_0741

SDカードに WiFi 通信機能がついているカードで、Mobile x2 8GB ってやつを買ってみました。オレンジ色のまぶしい色で、これなら他のSDカードと間違えなくていいなと思いました。
付属のソフトがなかなか
 私はMAC使いなので、MAC用のソフトをインストールすると Eye-Fi カードがどのWireless LAN のネットワークにつなげるかを設定するだけです。
 スマホにも接続出来るようですが、スマホに画像が転送されても容量の点で厳しいので、それはまだ試していません。
 メニューバーに Eye-Fi のアイコンが登録され、画像を開く Eye-Fi Center というソフトがインストールされました。はじめはこのソフトで Eye-Fi カードと接続してほしいデーターをコピーするのかと思いましたが、さっそくカメラにカードをセットして撮影してみるました。
読み込みは自動!
 すると、MAC の画面に自動的にファイルを読み込むウィンドウが出るじゃありませんか!20130627_223649ディスプレイの右上隅に右図のようなファイルのプレビューイメージと一緒に進行中表示が出ます。
 しかしながら、多くの写真を転送しているとカメラが勝手にスリープして内部の電源が切れ、転送が途切れてしまうのです。また電源を入れれば途中から転送が継続しますが、この理由が判るまで、途中で転送が止まってしまうので撮ったはずのデーターが無いので悩んでいました。
 転送されたファイルは、ユーザーのピクチャフォルダの中に Eye-Fiというフォルダが作られ、その中に日付け別に分類されたフォルダの中に入っています。
 ですから、気に入った写真だけを iPhoto などに読み込めば良いのですが、何も気にせず撮った写真が MAC の中にあるのは、iPhone の「フォトストリーム」みたいで、いままで SDカードをUSBカードリーダーを使って本体に刺して、iPhotoを立ち上げてコピーして、終わったらSDカードをゴミ箱に入れて接続解除する。など、SDカードリーダーが見当たらなかったり、接続解除しないで外して怒られたり、SDカードを戻すのを忘れて、カメラは持っていったが、カードが入ってなくて撮影出来なかった...などの悲しいことが少なくなるかと思うのです。
最近は草木の芽が伸びてくる季節ですね。今年の3月頃背が高くなりすぎたコーヒーの木を思い切って根本からバッサリ切って、再生を狙っていたのですが、5月になっても芽が出てこないで、「こりゃ失敗したか?」と思っていたところ、太い幹の横から新芽が出てきました、恐るべしコーヒーパワー!
Coffemebuki

2013年6月20日 (木)

未来予測レポート?

未来予測レポートとは

 日経BP社が出版する未来予測の本なのですが、なんと一冊21万円もするので、個人向けでなく会社で買うものでしょうね。私は日経エレクトロニクスの読者なのでこの案内が来たのでしょう。
Img_0738
 内容の紹介が少し載っているので、面白いところを書いてみます。
エレクトロニクスの分野だと
テクノロジー( 2013--2014)では
・線幅14nmの次世代半導体の量産開始
・ワイヤレス通信で 10Gbpsを超えるスピードが技術的に実現可能に。
などは、なるほどそうなるでしょう...と納得の予測。
・固定買い取り制度で年金資金が流入...太陽光発電がバブル的活況に..
などは、たぶん太陽電池の革新があって効率の向上も反映するのだろうと思えます。
次に ( 2015--2019)では
・モバイル燃料電池と省力化でノートPCは24時間駆動へ..
・リアルタイムで音声を字幕に変換する技術が実用レベルに..
などはなるほど..と思うけど、もっと早く出来るのではとも思えます。
面白いのは
・電子マネーで子供におこづかいをわたす親が3割超え..
は、セブンイレブンのNanaco や Waon の普及を見ると頷けるかな..
最後の( 2020--2025)では
・ナノカーボン素材を使った超省電力・超高速半導体が実現
・建設現場で「パワードスーツ」の導入が始まる。
・人工知能を搭載したインテリジェント住宅が登場、住宅と会話する時代へ
なんかは、まるで 映画 BackToTheFuture の場面のようですね、ちっちゃい冷凍ピザをレンジでチンして出来たてに..なんてことはあたりまえか?
しかしながらなかなか怖い予測もあるのです。
2015--2019 ... 消費税を15~20%に再引き上げ
2020--2025 ...無年金者を中心に生活保護受給者が 250万人を突破..深刻な社会問題に...
などは、やっぱりいまの電力会社や経団連に頭が上がらない政治家ではそうなってしまうのでしょうか?やだなぁ..

2013年6月18日 (火)

GPIBのはなし

GPIBとは

[General Purpose Interface Bus]と呼ばれ、古くは HPで開発されたのでHP-IB (Hewlett-Packard Instrument Bus) とも呼ばれている。正式インターフェイス名称はIEEE 488 
 測定器などをコントロールするパラレルインターフェイスで、アンフェノール社のコネクタで、古くはプリンタなどで使われたタイプのハーモニカ端子24Pなのですが、積み重ね接続できるよう、コネクタのオスとメスが一体になっているケーブルが特徴的です。
ハード的には
20130618_214007 
 双方個の8Bit データーバスと8本の制御線からなっていますが、それは昔の TTLからの時代の信号線で、TTLの動作そのもので信号は全て負論理で構成されています。
 右図は GPIBのバスとバッファICの 75160,75162がコントロールICと接続されている様子を表す回路図ですが、75160,75162の端子の両側に丸がついて、負論理で有ることを示しています。
 コントロール ICのピンにも丸がついていますので、IC出力から負論理になっていることがわかります。
 はじめに GPIBのサンプルプログラムを見て当惑したのですが、バスの読み取りに
 Data = ~PortB
なる ' ~' 反転記号がついているのです。「こりゃバッファが反転タイプなのでそうなのかな」と思ってバッファを見てみると反転してないのです。つまり、GPIBバスラインの信号は反転しているのです。
 さらに悩むところが NDAC と NRFD の信号です。 これは ACK 時に High になるのが NDAK で、Not Data Ack なので本来 Lowの ACKであるべき信号の NOT なので、 High が ACK だということなのです。なんか紛らわしくて「ACK = Highだよ」って言って欲しいのですが、負論理の世界なのですね。NRFDも Not Ready For Data というわけで、準備が出来ると Hign になります。
 最初は各信号が「いったいHigh/Low どっちのレベルが正解なんだー」と実際にプログラムして反応を確認するまで頭の中が混乱していました。
ソフト的には
 しかしながら、特筆する仕掛けがこの GPIBインターフェイスにあるのです。先ほど述べた 2つの NDAC ,NFRD の信号は信号のやり取りのハンドシェークに使うのですが、端子がオープンコレクタタイプになっていて、GPIBの機器が数台パラレルに繋がっていてもこの信号線がオープンコレクタのパラレル接続で、準備が出来た機器が次々とコレクタをオープンにしてゆくのです。すべてオープンになった時にこのバスは Hign になりますので、バス上の機器の反応に合わせてホストがデーターを送ることが出来るというシステムです。昔は決して高速な CPU ばかりではなかったので、このような工夫が出来たのではないかと考えます。
 今でも現役で使われている GPIBインターフェイスですが、TTL時代の名残があるのを覚えておいてください。

2013年6月 9日 (日)

LDOレギュレターの真相

LDOレギュレターの真相とは

 今回は低飽和型のLDOリニアレギュレターを実際に動かして、波形を観測してみる。 使った IC は NEC のuPC2905HF というちょっと古いIC 。
20130609_173557_2
上図のように電圧をドロップさせるのは PNPのトランジスタを使って、いうならばコレクターエミッター間の抵抗で電圧を落としている訳です。

20130609_171949

ハード的には
そのデーターシートの推奨回路にはちゃんと書いてあります。
  C in   = 0.1 ~ 0.47uF
  Cout = 47uF以上 とです。
 ここの Cout に普通に 0.1uFぐらいを付けてみるとどうでしょう?

Nocu

1)出力コンデンサー Cout = 0.1uF
 右図のように5V出ていますが、10KHzぐらいで発振しています。レベルは 0.5Vぐらいあります。
 これは電流が少ないため、出力トランジスタの抵抗値が大きくなり、出力インピーダンスが高くなってしまっているためです。
 デジタル用の電源だったらあまり問題無く動いてしまうかも知れません。テスターでは5Vが表示されるので問題無いかと思ってしまうのです。
2)電流を 18mA 流すと5v270
 ここに 270Ωをつけて 18mA程度流すと、さらに発振がひどくなります。 ここまでくればどこか動作がおかしくなりますが、まさか電源が発振しているとは思いません。
 増幅段の電源あたりに大きなコンデンサーを付けたりしますが、運良く電源 ICのそばで電解コンを付けたときに止まったりすることもありますが、ちょっと離れた場所でコンデンサーを付けても、レベルは低くなっても発振が止まらないので、そんなケースでは原因究明は困難になります。
3)電流 100mA に増えると5v50
 電流を増やすとさらに大きな振幅で発振します。
電流を流すためトランジスターのコレクターエミッタ間の抵抗が小さくなるため、発振する周波数は 140kHzもの値になっています。
 オーディオ帯域の増幅器でしたら増幅はしないかも知れませんが、信号の上下の部分に発振周波数成分が残っていたりします。
4)10uFの積層セラミックコンデンサーをつける。
 次に対策として 10uF の積層セラミックコンデンサーをつけてみます。5v50_10u 積層セラミックコンデンサーはインピーダンスが低いので、このような高周波の発振には効果的なのでつけてみると、振幅は減りますが発振は止まりません。はじめからこのように高い周波数で発振していたら、周辺の電源をテスタで確認したりするぐらいでは気づかないかも知れません。
 やはり推奨回路のように 47uFぐらい大きくないとだめなのでしょうか?
5)電解コンデンサーの 10uFをつける。
 電解コンデンサーで先ほどと同じ 10uF をつけてみます。すると、右図のようにきれいに発振は止まります。容量値が 10uF と同じなのにどうして、電解コンデンサーでは発振が止まるのでしょうか?5v50_ec10u
それは電解コンデンサーが適度の損失抵抗 ESR を持っているからです。このLDOタイプのリニアレギュレターはコレクタ出力のアンプと同じで、出力に直列抵抗の小さなコンデンサーをつけると高域で帰還回路ループの位相がずれ、その周波数で発振しやすいのです。たとえ容量の大きなコンデンサーでも、直列抵抗がある程度あれば、帰還ループへの悪影響が避けられるのです。
ソフト的には
 LDOのリニアレギュレターを使う場合にはよくデーターシートを読んでください。「低ESRセラコン対応」など謳ってあれば大丈夫ですが、ダメな場合は電解コンを使いましょう。この場合、高性能だからといって OS コンを使ってもダメです。詳しいはなしは、LDOレギュレターのはなしを参照下さい。
<積層セラ対応の LDO でなければ、出力には電解コンをつかうべし>
 電源はいつになっても奥が深いですね。

2013年6月 2日 (日)

低ノイズリニアレギュレターのはなし

低ノイズリニアレギュレターとは

これまでの記事で PLLや高精度水晶発振器 の電源にはリップルフィルターが定番でしたが、最近は低ノイズのリニアレギュレターICが出てきてよく使われているようだ。と書いていました。リニアレギュレターとは入力のノイズが混じった電源のノイズ成分を切り落として安定な電圧を供給するもので、自分自身はノイズを出さないので(内部アンプ中の熱雑音がありますが)大変低ノイズな理想的な電源となっています。しかしながら電流が増えると入出力の電圧差と流す電流が損失になるので、あまり電流を流す回路には使えません。20130602_110056
 記事に書いた代表的なアナデバ社の ADP150 はSOT-23 という小さなパッケージで150mA 出力、アナログ用の3.3Vくらいの電源には最適なチップなので ADC や DAC 各種センサー回路などによく使われています。
 最近ではこのICにピンコンパチでかつ独自機能を追加したものが各社から出てきて、使う方も設計の幅が広がってきています。20130602_110138
ハード的には   
 まずは電流を拡張した TI の LP5907ですが、1.2Vから 4.5Vまでカスタムに作ってくれるようで、ADP150の 3.3Vまでという範囲を拡張しています。出力電流も250mAまで増やしてありますので、ADP150で電流がちょっと足りない時にはピンコンパチなので大変助かるのではないかと思います。20130602_111109
 そしてさらには、リニアテクノロジーの LT1761ですが、電流値は 100mA と小さいのですが、電圧は 1.2V~3.3Vまでは0.3V刻みで5Vもあります。
 ADP150とピンコンパチの品種もありますが、そこはリニアテクノロジーらしく、右図のように BYP や ADJ なる端子にして、 BYPでは 0.01uF ぐらいのコンデンサーをつけるとノイズがさらに減らすことが出来るとか、ADJ端子は勿論出力電圧が抵抗で可変出来る機能を持っているバージョンもあります。
 うれしいことに、すべての IC は低ESRコンデンサーの 1uF の積層セラミックコンデンサーが使えるので、小型化にはピッタリです。
ソフト的には
どうして、このような ICが珍しいかというと、最近では高効率を求めてレギュレターというとスイッチングICでCPUなどの低いコア電圧に使う数A流せるICが電源には一般的だからです。しかしながら、音声を出力する DAC とか、PWM出力する基本周波数の発振回路など、高品質を求めると電源のデジタルスイッチングのイズが問題になっています。「なんとなくパソコンの音は良くない」と思われてきましたが、古くはOSコンなどのコンデンサーで電源ノイズを低減したり、フィルムコンデンサーで信号系統の改良をしてきました。最近のスマホや音楽プレーヤーの音が良くなってきたのも、このようなアナログ用ICの進化によるものかも知れません。

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