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2023年1月31日 (火)

電圧駆動 vs  電流駆動。電流帰還アンプ?

オイラは田舎住まいのFA装置設計屋。

東電の電気メータ(スマートメータ)の組み立てラインにはオイラ設計装置が使用されている。 OLED(日本語では有機elと呼ぶ)の実験機はオイラ設計のが国産初号機。それが韓国に渡り量産化された。

自動車のオイルエレメント漏れ検査はエアーで行うのが今は常識だが、「水槽に入れて気泡確認⇒エアーで漏れ検査」工程では、トヨタ自動車から「錆びてる」と怒られたメーカーが泣きついてきて、オイラ設計製作のが「国産初のエアで漏れ検査機」(1997年製作)。エア圧センサーヘッドの性能が市場ニーズに追いついてきたので、実現可能になった検査器。

エンジンボディの砂抜き穴の封止栓をプラグタイトとトヨタ自動車は呼んでいるが、その良品検査(トラックを除く全エンジン)はオイラ設計・製作の装置(2010年)。画像処理速度と分解能が上がってきたので可能になった検査器。

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・電圧Eがゼロであれば、電流Iが無限大であっても、エネルギーとしては ExI=ゼロ。 これがユークリッド幾何学での答え。方眼紙に書き込んでみれば一目瞭然。

 
 

・駆動っては文字意味ではタイヤ付な構造体に対して使われる用語である(馬 の文字意味を考えてね!!。物理的な力伝達系用語)が、電気系でも使われるようにはなってきた(lost 日本語だね)。

・「 電位差ゼロ 」では電子移動はない。 電位差ゼロ時の電流は数式で表現できない。 移動している可能性はあるが「電流値として検出されて、それを考慮した基板設計しろ」との概念はまだない。 つまり電位差(電圧)に追従して電流は流れるので、「音声信号を扱う程度の低周波数で 電流駆動」との用語は 拙い。      もっとも「電流駆動」は1989年に "Moving-Coil Loudspeaker Systems Using Current-Drive Technology" の論文に起因する。カレントドライブを直日本語すりゃ 電流駆動になると凡人は思うわな。 これを起点にちょっと???の用語が登場している。

 
 

 「drive イコール 駆動」は機械体の分野。     driving power for liner amp とされりゃ 駆動パワー とは そうそう云わんね。     リニア製作本みても、カタカナでドライビングパワーってのは見掛けるが 駆動パワーとは活字になってないと思う(昭和52年時点のリニアアンプ製作本では 駆動パワーの文字はない)。  ドライビングパワーで検索しないでください。

   電気信号を over driveした例としては NFBが存在する。帰還量によってゲインが変化するのでdriveしている状態。 overwrigt でなく over drive。    同相でなく信号を180度遅延させて信号質をさげるアナログ技術だ。   信号の質についての思考が弱い分野のひとつである。     これをデジタルでover drive やられると頭が痛くなるエンジニアが主流になる。 これ、デジタルでやってみると面白い結果が待っている。デジタル信号を強力にoverdriveすると さらに面白い。

 
 

下のが落ちていたが、 ???かどうかをいま考えている。応答速度評価が抜けている?? 停止精度考察がないのは、移動体としてぜんぜん駄目です。 都合のよい情報だけ引っ張ってきて論ずるのは、非科学である。 

Page27kai

 
 
 
 

スピーカーは電磁石技術利用なので電圧の大小でムービングコイルの動きが違う。電流の大小でも動きが違う。したがってムービングコイルの応答速度を速くしたい場合には高い電圧を印加させる。これ電流値を増やしても応答速度上昇は芳しくない。1990年代には公知だった記憶だ。

 その場合にはアンペアターンもちらっと頭の中を横切る。

・スピーカーは機械体の固有振動を有するので その固有振動に近い周波数ではインピーダンスは高い。これは常識。知らないならば学習したほうが良い。あるいはaudio系から逃げるしかないね。

・エネルギー印加時のムービングコイル停止精度についてはデジタルccdが普及した1999年から、廉価に高速カメラによる動画観測できるようになった。オイラも観測してみたが、 停止精度つまり加えたエネルギーに呼応する動きをするかどうかは、電圧に軍配が上がった。   電流増してもピタっとはとまらずにふにゅふにゅする。結果、音が揺らぐ。ふにゅふにゅ音を好むかどうかは、感性に依存する。

・電流駆動論文をみたら空気移動についての概念が抜けている。 これを抜かしているので非科学状態。この内容で公開できる度胸に関心した。

・運動のベクトル方向が変わるので、単純なバネモデルでの説明は思慮不足。

 
 

まとめ

・web上で散見されるsp駆動案は、機械体の実働を確認していない議論(仮想モデル式はあるが空想でしかない)と判明。もっと科学的な考察を希望する。

・日本人論文のバネ定数が固定値であるが、「移動量に呼応しベクトル方向が変わるので関数表現される内容?」のように思っている。「ムービングコイル移動速度が大きいと空気抵抗系は上がるが、弾性系は下がる取付位置」ので係数の固定値ではカバーできないように思う。 オイラのオツム程度ではそんなイメージ。      通電後1ms程度ではムービングコイルは動きだない。平衡状態を崩すに充分なエネルギーを蓄積中だ。平衡状態を崩すに足りるエネルギーに達して、ポンといきなり動くのが電磁石。

・振動体が前進時の空気圧縮はファクターに入っているが前進によって生じる背面圧(box内負圧)が抜けているが、これ記載せずの科学的根拠がない。概ね閉じた空間にて生じる負圧なので大気圧に戻るまで3ms程度は必要だとは思う。音の伝搬は振動エネルギーの伝達であるので、大気の移動とは違う。

 空気の圧縮係数を考慮しているということは、コーン紙の移動よりも空気移動が遅いからである。両者がイコールであれば空気圧縮にはならぬ。「空気移動がコーン紙移動より遅いことを前提な式」なので、「コーン紙前進し空いた空間への移動起因のbox内空気係数を無視」しているのは 超不味い。

・論文から推測するとコーン紙の弾性がムービングコイルに供給されるエネルギーに対して随分と不足していることも示唆している。 

・電子移動によるエネルギーの置換対象としては、電磁石を選定した場合には電圧の大小が電流より支配する。

・錆はイオン化による電位勾配に起因するが、電流勾配に起因するとの概念はまだない。

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・電流帰還op ampについては、このsiteが正しく説明している。

・電流帰還op ampは「精度が出る差動回路を捨ててプッシュプル入力」になっている。、、と云うことは 「 audio高評価回路は差動入力回路でなくともよい 」ので、差動入力信仰者は困ると思う。 差動入力が主流なaudio界も改善されるかな、、。

・トランジスタによる差動回路としては1963年に特許出願されており、製品はLM3028(CA3028)等である。MC1496が登場するよりも6年前の昔のことだ。

 

 
 
Lt
ダイオードを使った簡単な回路をLTspiceシミレーションすると上図になった。 現実とは異なることが示された。 
 
オイラ、田舎の機械屋のおっさんです。

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