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コメント(6)
バイアス無しの回路でダイオードの動作を見てみる。
なんに使うかはともかく、TypeAという回路を考えると、A点（ダイオードのアノード）とB点(カソード）の電位差は、整流用のごついシリコンダイオードだと１Vとか、普通のシリコンのスイッチングダイオードなら0.6V、LEDだと2Vとか使うダイオードで違うけど、A点に電圧が掛かれば、かならずA点よりB点のほうが電圧が低くなる。この時ダイオードはオンになって電流がながれるけど、A点の電圧が、さっきの電圧より低くなると、電位差が無くなって電流は流れない。カットオフしている状態。
なんか、信号を突っ込むと、かまぼこ大行進。波形の図でBの状態。波形の図では0Vとなってるところがそれぞれのダイオードのカットオフの電圧になる。
TypeBはかまぼこ対策でバイアスを付けた回路。抵抗は、2本とも10kで、3Vかけるとすると、2本の中点は、1.5V。ここに、振幅が1Vの信号をつっこんだらどーなるか。
A点で、信号は、1.5Vを中心に、上に0.5V、したに0.5V振れる。一番低い電圧は、(1.5V-0.5V=)1V。これが、ダイオードがカットオフする電位より高ければ、突っ込んだ信号は、Cの図のように無事ゲタ付きで出てくる。
ところが、バイアスの電位が、1Vでダイオードのカットオフが0.6Vだと、下側が切れたD図の波形になる。逆に、バイアスは1.5Vでも、入力した信号の触れ幅が、でかくて、下にブッつくとやっぱり下が切れた波形になる。
どんなデバイスに突っ込むか、どんな信号を突っ込むかで、でバイアスの掛け方は微妙にかえなきゃいけない。
出力は、掛けたバイアスを足して、さらに、ダイオードの降下分を引いた電圧が出てくる。
なんに使うかはともかく、TypeAという回路を考えると、A点（ダイオードのアノード）とB点(カソード）の電位差は、整流用のごついシリコンダイオードだと１Vとか、普通のシリコンのスイッチングダイオードなら0.6V、LEDだと2Vとか使うダイオードで違うけど、A点に電圧が掛かれば、かならずA点よりB点のほうが電圧が低くなる。この時ダイオードはオンになって電流がながれるけど、A点の電圧が、さっきの電圧より低くなると、電位差が無くなって電流は流れない。カットオフしている状態。
なんか、信号を突っ込むと、かまぼこ大行進。波形の図でBの状態。波形の図では0Vとなってるところがそれぞれのダイオードのカットオフの電圧になる。
TypeBはかまぼこ対策でバイアスを付けた回路。抵抗は、2本とも10kで、3Vかけるとすると、2本の中点は、1.5V。ここに、振幅が1Vの信号をつっこんだらどーなるか。
A点で、信号は、1.5Vを中心に、上に0.5V、したに0.5V振れる。一番低い電圧は、(1.5V-0.5V=)1V。これが、ダイオードがカットオフする電位より高ければ、突っ込んだ信号は、Cの図のように無事ゲタ付きで出てくる。
ところが、バイアスの電位が、1Vでダイオードのカットオフが0.6Vだと、下側が切れたD図の波形になる。逆に、バイアスは1.5Vでも、入力した信号の触れ幅が、でかくて、下にブッつくとやっぱり下が切れた波形になる。
どんなデバイスに突っ込むか、どんな信号を突っ込むかで、でバイアスの掛け方は微妙にかえなきゃいけない。
出力は、掛けたバイアスを足して、さらに、ダイオードの降下分を引いた電圧が出てくる。
というわけで、本命一歩手前、普通のトランジスタを使った増幅回路のバイアスの考え方がType C。
ダイオードの代わりにトランジスタ使うと、コレクタから増幅された信号が取り出せるのだけど、A点とB点をだけを見ると、ダイオードにバイアスを掛けた回路とほぼ一緒の動作。ちなみに、B点はA点と比べて必ず0.6V低い。
なんにせよ、注意点は、バイアスの掛け方。(動作点とも言い換えられる）旨い場所をつくらないと増幅した信号も上下にブッついて歪んじゃう。
で、やっと本題のTypeD。
この回路は、ダイオードのバイアス付きの回路と同じ動作をするように書いてみたけど、トランジスタを、B点の電位を0.6V以上か以下にスイッチすることでAからCへ電流が流れるかどうかスイッチできるダイオードと考えてみる。
トランジスタのベースをコントロールすることで、AC間に流れる電流量を変えて（まるでスイッチみたいに）使えないかな、というか、デジタルスイッチング用のフォトカプラ、なんとかして、アナログで使えねえかなという考察。
いや、そのまま、MS-20の古いVCFの電圧化変抵抗の回路見たいだよねえ。
ダイオードの代わりにトランジスタ使うと、コレクタから増幅された信号が取り出せるのだけど、A点とB点をだけを見ると、ダイオードにバイアスを掛けた回路とほぼ一緒の動作。ちなみに、B点はA点と比べて必ず0.6V低い。
なんにせよ、注意点は、バイアスの掛け方。(動作点とも言い換えられる）旨い場所をつくらないと増幅した信号も上下にブッついて歪んじゃう。
で、やっと本題のTypeD。
この回路は、ダイオードのバイアス付きの回路と同じ動作をするように書いてみたけど、トランジスタを、B点の電位を0.6V以上か以下にスイッチすることでAからCへ電流が流れるかどうかスイッチできるダイオードと考えてみる。
トランジスタのベースをコントロールすることで、AC間に流れる電流量を変えて（まるでスイッチみたいに）使えないかな、というか、デジタルスイッチング用のフォトカプラ、なんとかして、アナログで使えねえかなという考察。
いや、そのまま、MS-20の古いVCFの電圧化変抵抗の回路見たいだよねえ。
エフェクタとかのスイッチにデジタルのフォトカプラ(TLP521)
http://www.activecell.jp/mart/pictures/TLP521-1.pdf
使えねえかな、というのが、バイアスの考え方の復習の狙いで、フォトカプラでミューティングの簡単な実験やってみた。
1枚目がテスト回路。
2枚目が、5Vpp突っ込んで、LEDを点けてないとき(on.jpg)
3枚目がLEDが点いているとき。
オシロの画面の左下の”ΔV1=”の後の数字が画面の横棒(カーソルといいます）の間の電位を数字で表示してます。真ん中を0Vに設定してるので、上下に、2.5V弱づつ振ってる状態。
この回路を通すだけで、5Vの振幅、半分の2.405Vppへ。さらに、回路が動作すると73.8mVppになります。動作によるレベル変化は、(0.073/2.405=)0.03068倍。
http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/tube/tubecalc.swf
の一番下のLiner to dBで、-30dBぐらいと判る。最悪でも、-60dBぐらい落せないと音が出てる感じになっちゃうと思う。
いくつか問題点。
回路全体のインピーダンスがゲロゲロに変化しちゃうので、単体じゃまず使えない。アレンジ/切り張りして、他の回路の一部として使う前提。
http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/takedanote/img/mute/mute2-model.gif
AC的にはこんな動作になってるはずというモデル図。
10kが2本グランドに落ちてるけど、。交流的にはグランドと電源は(裏でループしてるも同然で）同じ物に見えてるはず。このうちの1本にフォトカプラのCEが接続されてる状態。オフなら、高抵抗も同然に見えるので、10kが2本並列になって見えてる。交流的にはコンデンサが見えなくなって、向うのVRが丸見えだけど、これは、10kにくらべてソコソコでかい100kぐらなら、10k2本で作る4.7kに対しては、影響ないだろうという感じ。
で、トランジスタがオンになって1本の10ｋをショート同然になると、並列な抵抗の中で、その抵抗値が支配的になってこの部分のトータルの抵抗値がガンと落ちるというのが回路の狙い。
信号ラインをグランドにガンっと落っことすのが狙いだから、モデル図のR9、実験回路のR1は、前に接続されてる回路の出力を直接グランドに落とさないようにする保護抵抗。
バイアスは、5Vを抵抗2本で分圧してるので、2.5Vだけど、10k2本で4.7k、保護抵抗も4.7kだから1/2に分圧してるも同然状態。前段が死なない程度に保護抵抗値を下げたり、バイアスの分圧の部分の抵抗値を上げたりすれば、2.405Vppをもっと上げられるかも。
問題点は、バイアスに流す電流、2.5Vに10k、0.25mA、10kを100kにすればバイアス電流0.025mA。ドンだけケチれるのかだよね。あと、R1とC1と、トランジスタで、LPFになってる。
http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/tube/assistant/efw3.swf
のLPF2。で、必要な帯域が出てるかどうかチェック。
http://www.activecell.jp/mart/pictures/TLP521-1.pdf
使えねえかな、というのが、バイアスの考え方の復習の狙いで、フォトカプラでミューティングの簡単な実験やってみた。
1枚目がテスト回路。
2枚目が、5Vpp突っ込んで、LEDを点けてないとき(on.jpg)
3枚目がLEDが点いているとき。
オシロの画面の左下の”ΔV1=”の後の数字が画面の横棒(カーソルといいます）の間の電位を数字で表示してます。真ん中を0Vに設定してるので、上下に、2.5V弱づつ振ってる状態。
この回路を通すだけで、5Vの振幅、半分の2.405Vppへ。さらに、回路が動作すると73.8mVppになります。動作によるレベル変化は、(0.073/2.405=)0.03068倍。
http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/tube/tubecalc.swf
の一番下のLiner to dBで、-30dBぐらいと判る。最悪でも、-60dBぐらい落せないと音が出てる感じになっちゃうと思う。
いくつか問題点。
回路全体のインピーダンスがゲロゲロに変化しちゃうので、単体じゃまず使えない。アレンジ/切り張りして、他の回路の一部として使う前提。
http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/takedanote/img/mute/mute2-model.gif
AC的にはこんな動作になってるはずというモデル図。
10kが2本グランドに落ちてるけど、。交流的にはグランドと電源は(裏でループしてるも同然で）同じ物に見えてるはず。このうちの1本にフォトカプラのCEが接続されてる状態。オフなら、高抵抗も同然に見えるので、10kが2本並列になって見えてる。交流的にはコンデンサが見えなくなって、向うのVRが丸見えだけど、これは、10kにくらべてソコソコでかい100kぐらなら、10k2本で作る4.7kに対しては、影響ないだろうという感じ。
で、トランジスタがオンになって1本の10ｋをショート同然になると、並列な抵抗の中で、その抵抗値が支配的になってこの部分のトータルの抵抗値がガンと落ちるというのが回路の狙い。
信号ラインをグランドにガンっと落っことすのが狙いだから、モデル図のR9、実験回路のR1は、前に接続されてる回路の出力を直接グランドに落とさないようにする保護抵抗。
バイアスは、5Vを抵抗2本で分圧してるので、2.5Vだけど、10k2本で4.7k、保護抵抗も4.7kだから1/2に分圧してるも同然状態。前段が死なない程度に保護抵抗値を下げたり、バイアスの分圧の部分の抵抗値を上げたりすれば、2.405Vppをもっと上げられるかも。
問題点は、バイアスに流す電流、2.5Vに10k、0.25mA、10kを100kにすればバイアス電流0.025mA。ドンだけケチれるのかだよね。あと、R1とC1と、トランジスタで、LPFになってる。
http://www.aleph.co.jp/~takeda/radio/tube/assistant/efw3.swf
のLPF2。で、必要な帯域が出てるかどうかチェック。
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