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2006年8月

2006年8月31日 (木)

後4アクセス

10000アクセスまで後4アクセス。予想より2日も早い。

読者の皆様に感謝。

最近アクセスの曜日パターンが激変しているので、予想が大きく外れた。

ココログのシステムが変わり、このブログのサイドバーも少しだけ充実させた。著作も掲載した。このごろ、チョコチョコと写真も出しているし・・・。

変動要因のほうがアクセス解析で得られる情報よりはるかに多い。解析不能。

読者ある限り何らかの形でこのブログを続けたいと思っている。

応援ありがとうございました。 from アナログエンジニアより。

実りの秋

Photo_4 桃は福島産、現地に行ったとき注文したものが届いた。甘いがまだ少し硬い。あと何日か置いてから食べよう。

ブドウは茨城産、巨峰ではない品種。

梨は茨城産、幸水である。梨農園で購入した。この銘柄は8/25日から収穫が始まる。9/7からは豊水の収穫時期を迎える。

梨の作柄は平年の50%で、玉は小粒となっている。小粒であるが甘い。梅雨時の日照不足が影響したそうだ。梨農園はここ数年来の不作だそうだ。宅配依頼も十分に受けられない状況らしい。

この3つの銘柄の果物が揃うのは今しかない。そう、実りの秋が始まっているのだ。

田んぼの稲穂も頭が垂れてくる。自然の恵みに感謝、感謝。

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お詫び昨日の投票ボタンのlinkにミスがあり、飛び先無しの状態にありました。ご協力くださった方々にお詫び申し上げます。 今後ともよろしくお願いします。

2006年8月30日 (水)

出版

出版社の編集長から契約書が届く。いつもと同じ条件だ。三文判でも良いのだが、いつもと同じように2通の契約書に実印を押し、さらに2通の契約書に割り印を押す。

著者はこれで、著作の内容に関して無限責任を負う。自分にとって一応厳かな気持ちになる瞬間である。

執筆開始からちょうど1年で私の新しい著作が店頭に並ぶ、 筈だ。

・・・・。

・・・・。

間違いはゼロにはできない。仕上がり184P、図表も含めて約20万字相当だ。良くて数件の校正ミスが残るだろう。私の本はNo1を目指す性格の本ではない。Only oneを目指している。現在のこのblogの性格と同様である。

著作に当たって、内容をどこまで書きこむか、どこまで断定するか、その裏づけをどう取るかが最初の課題である。次の課題は、特定の会社に所属する人間としてどこまで技術的問題とその解決案を提示するかの悩ましい問題がある。

今回の著作は、電源回路の基礎的な問題を設計サイドから記述したものである。立場上書けなかった部分もある。しかし、この記録は読んでいただければ学ぶ方々にとって、まとまった設計手法・解析方法の取得に役立つと考えている。

著作には、書く能力とともに書ける立場であるか否かも大きく影響する。そんな目で実務書・技術書の行間を読み取っていただければ、著者としては至福である。少なくとも Only one を自負して新しい視点を提案する。それが、いつの間にか著者になっていた私の、読者としての本の読み方の提案である。

今度の本のまえがきの最後の行に、日本語の本としてはイレギュラーであるが次の一行を入れさせていただいた。

「同世代の技術者に感謝し、教えていただいた人達と教わる人達に捧げる」

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区切りの写真

Photo_3 百日紅(赤)

射場の70m地点付近、西方向にあります。

2006年8月29日 (火)

続 hパラメータ

バイポーラ・トランジスタのエミッタ接地の出力アドミタンスhoe=ΔIC/ΔVCEである。従って、VCE-IC曲線の傾きである。

この傾きは、ICの大きさに比例して変化する。すなわちhoeはICの大きさに依存して大きく変わる。ところが、VCE-IC曲線群を左側に延長すると、負の電圧-VAでほぼ1点で交わる。これがアーリー電圧である。

この状態を数式で表現すると、hFE=hFE0(1+VCE/VA)となり、広い範囲で実際に近い特性を簡潔に表現できる。アーリー効果/アーリー電圧での表現形式は、能動負荷の差動増幅器の電圧利得計算結果を簡潔な形で表現できる。

多くの単体トランジスタではアーリー電圧は、数10V~200数10Vである。

アーリー電圧の概念は、回路シミュレータのトランジスタモデル(ガンメルプーン)の中にも含まれているので、アーリー効果を考慮した手解析の習熟は、高利得増幅器の設計に不可欠である。

アーリー電圧は、VCE-IC曲線群のデータから取得できる。実測するとなると、案外難しくて、トランジスタの自己加熱によるhFEの温度変化の影響を受けないような条件で測定する必要がある。

hパラメータのところでhoeの説明が良く出てくるが、hoeを用いたトランジスタ回路の解析を同時に示している例は案外少ないのである。

Photo_12

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よろしくお願いします。

2006年8月28日 (月)

向日葵の花粉

I 久しぶりで自宅の顕微鏡の木箱を開ける。×15、×40の対物と×15、×10の接眼鏡をもつ。

目的は、我が家に1本だけ咲いている向日葵の花粉を観察するためだ。最低倍率で視野探し。微動ステージではないので、指で黄色の花粉のある部分を光軸付近にもってくる。横から覗いて、ステージと対物レンズ距離を最短にする。そして、そろそろと距離を伸ばす。

見えた。金平糖のような感じで、出っ張りの部分はもっと数が多くピラミッドより数倍鋭い突起が多数見える。ほぼ球形である。

最高倍率600倍で観察。解像度にはまだ余裕がある。しかし、対象物が丸いので、フォーカスを変えながら、頭の中で立体像を再構築。ふーん・・・・。我が家の向日葵の花粉は楕円形でなくて球形に近いのだ。

次のサンプルは、我が家の水槽の緑色の汚れ。こびりついているので、ティッシュペーパーでごしごしと緑色の部分を拭い取る。予想は、比較的原始的な藻類。

見えた。ティッシュペーパーの繊維とほぼ同じ太さの細胞が直列に細長く連なっている。緑の濃い点も多数見える。

顕微鏡の扱い方を学んだのは、高校時代の宿泊臨海実習に参加したときである。おもなテーマはプランクトンの観察とウニの卵分割過程の観察であった。記憶に残っている学名は「ラブロネマ・アドリアチクム」である。イメージとしては洗濯板状の本体に、葉緑体がぽちぽち。生きた珪藻の仲間である。

卵分割の方は8分割か16分割まで進行。細胞分裂、生命の誕生の初期を見たのだ。

大学最後の春休み、O光学で光学顕微鏡の対物調整工程の実習を経験。対物レンズの外筒を外すと、光軸調整用の孔が数個開いている。この孔を使って、レンズのXY平面での位置関係を微妙に調整するのだ。Z方向は調整がうまくいかないときに錫箔でレンズ間隔を変える。テストサンプルはコロジオン膜。油浸系高倍率対物の調整はすごく難しい。素人の私で1日1個か2個。記憶ではベテランの方でも1日数個らしい。

我が家の「さち」とは見合い結婚であるが、高校時代の宿泊臨海実習のときの教官が義父、そのときその場所で父に連れられて同じ場所に我が家の「さち」の記憶がある。

出会いは一度だけとは限らない。形を少しづつ変えながら綾なす。技術的課題も同じように問題の形を変えつつ、繰り返し出会うことが多い。

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2006年8月27日 (日)

羽の無い矢

私の矢の重心は、全長の前より(矢先)約35%の位置にある。従って、空力学的安定性はある。

今日は、だれも射場にいない時間帯を選んで、試射。確かめたいことがあって、学校サボって~♪ではなくて、会社を半日休んで誰もいない射場へ。

羽の無い矢と羽のある矢の着弾の違いを確かめるために、弓の調整状態を確認するために行った。

ベアアローテスト。もうひとつは30mの照準で10mから50mで着弾の様子をみるウォークバックという手法だ。

基本は同一距離で射った羽のある矢と、羽の無い矢の着弾位置から調整状態を把握する方法だ。まず、30mの距離で羽付き矢で本日の矢の集弾状態をみる。最初の6射、ばらばら。汗が出てくる。次の6射、マーマーこんなところか。

自信がないので、羽付き矢を2本、羽なし矢を2本を10mの距離、照準30mで試射。両方とも10cm以内に着弾。これなら安全に羽なし矢を距離30mで射てる。

実験計画は、10m、20m、30m、40m、矢が地面に落ちない仮定で50mを30mの照準で射ち、30mは羽ありと無で行う。

各条件best shot 2射づつ。実験結果写真は下。1

写真をクリックしますとフルスクリーン画像が多くのPCで出ると思います。

地面すれすれに着弾している2本の矢が50m、一番上が10mの着弾位置です。

調整が完璧であれば、同じ黄色の部分に着弾する羽無し矢(オレンジの矢筈)が明らかに黄色の円中心の約10cm下に着弾しています。 (水色6時方向)

結論1:照準を変えないで距離を変化させた矢が垂直1列に並んでいるので、水平方向の位置関係は良好である。

結論2:羽無し矢は同一距離で羽無し矢より約10cm下方向に着弾しているので、射出時の並進運動ベクトルより矢軸の方向が下である。(羽が矢の後ろよりについているので、負の迎え角で射出された矢が早く並進運動の方向に修正される。羽無し矢は矢の方向の修正能力が低いので、負の迎え角がしばらく修正されず下方向に向かう。)

結論3:単純計算による50mの着弾予想位置より、羽根付き矢の着弾位置が明らかに高い。初速は80m/s弱であるが、視差と射出方向の迎え角を考慮した解析が必要である。

結論2は、全日本アーチェリー協会のアーチェリー教本の結果と同じであるが、空力学的根拠を定性的に示した点で少し進歩した。

相変わらず、趣味も本職も同じ手法でやっているアナログエンジニアです。

流体力学の専門家ではないので、スーパーコンピュータを使用して、迎え角と矢軸の方向が一致しない場合の計算結果を得るチャンスは無いだろう。そして10月中旬の記録会までに弓のアライメントを調整する時間はもう残っていない。

羽の無い矢が羽のある矢より少し下方向に着弾することは、安全サイドの調整状態である。このまま11月まで射つ。

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午前中の70mW:257点、249点=506点、最後の6射50点で稼いだ。気温27℃、湿度は高い。

アクセス大台達成予想日は9/2日。

2006年8月26日 (土)

対数アンプ1

Photo_11 ←第n世代の対数増幅器の定数入り回路図です。

入力電圧の対数に比例した出力電圧が得られます。

この回路はトランジスタの指数特性を高度に利用した回路で、分光測定でのアナログコンポーネントのキーユニットとなります。

電子データを印刷しスキャナ経由でJPEGに変換、トリミングを行って回路図アップのテストを行っています。

コントラスト・輝度調整はしていません。

私のシステムでは画像をクリックしますと拡大画像表示ができます。この状態でどこまで表現できるかテスト中。

回路図の状態にできればコメントいただければ幸いです.

アップした画像ファイルは18kBで軽いようだ。

副尺

副尺は主目盛の1/nを読み取るためのアナログ的手法である。代表的な副尺をもつ計測器がノギスです。

Photo_2 ←主尺19目盛が副尺の20目盛になっています。

これで0.05mmまで読み取ることができます。主尺と副尺の線がほぼ一致した点が、端数の読み値です。写真では副尺の1の部分が主尺の12mm部分がほぼ一致しています。

主尺の10mm(副尺の0のところで寸法の検討をつけます)+端数0.10mm=10.10mm±0.05mmがこの状態での確からしい読み値です。

このノギスは、測定長さ7cmの小型の物でS社製の物です。超1流メーカのM社のものが欲しかったのだけど、個人で調達するにはちょいと手間がかかるので安直に大型日曜大工店で購入した。

副尺の原理は省略しますが、主尺の(n-1)目盛をn等分した目盛を持つ副尺を使用すると、主尺の1/nの精度で読み取ることができる。主尺と副尺の加工精度がそれなりにあればの話ですが・・・・。

副尺を使ったことがない? サブmm台の長さの計測の基本を知らないことになる。

基本に忠実な計測器は、自分でその状態を把握できる。複雑な機構のあるデジタルノギスはそれなりの維持・管理が必要だ。

理科系研究者・学生・先生の方々へ一言。

原理と校正方法がわからない測定器を用いた測定器で計量しているといつか大きな間違いを起こします。きっと。

測定原理と管理方法を知らないで、桁数の多い、精度の高い測定をし続ける度胸がないアナログエンジニアです。

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我が家の水槽、赤ちゃん熱帯魚色が付いて7mm×3匹と判明。親は多分ソードフィッシュ。

2006年8月25日 (金)

嬉しい

県の○○検定所を訪問。目的は「士」資格の国家登録証を受け取るためだ。

登録証は経済産業大臣 二階 俊博 の名前で交付されている。

○○法第122条1項により、○○の登録をしたことを証します。以下 1.○○士の区分、2.登録の区分、3.登録番号、4.氏名、5.生年月日と続く。簡素な登録証であった。

この資格は、アナログエンジニアにとって、非常に欲しかった資格である。昨年は、受験時期を逃した。私にはワンチャンスしかない。なぜなら、この資格は、国家試験に合格しても、特定の実務経験がないと登録できない。在職中でないと非常に取りにくいのだ。

法令の把握に苦しんだ。午前の部の基礎知識、理解度は全く問題がないが、法令をきちんと覚えるだけの記憶力が足りない。そこで、法令を作成した人が講師に出ていらっしゃる直前対策セミナーに参加。法の形成過程と思想を知れば、5者択一問題に対応できる。

資格受験をすることで、少しだけ新しい世界が広がる。物事を見る目が変化してくる。

今回は全く自信がなかった。法令の関門があり、次に実務経験を如何に証明できるかの問題もあった。

せっかく、検定所を訪問したので、恐る恐る「振り子秤」ってどんなもの?と聞いてみた。昔、見たことのあるタイプの質量計測器であった。みれば、その特長はわかる。

若い方達に色々な資格に挑戦していただきたいものだ。それで、自分の専門を少し広げることができる。

Photo_9

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若い方々の挑戦を祈念して、乾杯!  ではなかった。応援の貴重な1票をよろしくお願いします。

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2006年8月24日 (木)

サイレント・サービス

潜水艦ゲームの話である。かいじ氏の沈黙の艦隊の世界のパソコンゲームである。

9801時代に嵌ったゲームである。最初はこんな退屈なゲーム、大枚はたいてかって損したと思っていた。船を操縦するので、実時間で30秒か1分後の自分潜水艦の状態を予測する必要がある。それだけではゲーム性はない。

このパソコンゲーム、実は情報を取得するには自分を見せなければならないということを体感させるゲームなのだ。

船速を下げて、音響伝播状態の良い深度を探す。そして、敵艦をぎりぎりで音紋解析できる距離で対象物を把握する。次に、パッシブソナーの感度が悪かった水深へ移動する。そこでホーミング魚雷を最長距離から発射する。

私の作戦は、は魚雷の襲来方向に対して迎撃する敵艦の対応法に対して、途中で魚雷の進路を変更する方法だ。この方法をとるには、自艦の速度・方向変化を抑え操舵する必要がある。魚雷が命中して、敵艦隊の初期応戦を外すのだ。

当然、私の方は標的数に合わせて、複数の魚雷を同時に操る。自分の位置が相手に判れば、距離があれば空中ミサイル、近ければソノブイによる位置探知と爆雷攻撃が待ち受けている。

このゲームの面白さは、ひとつには不確定情報に基づく意思決定の正確さ、自分が見えないときには相手にも見えにくい、そして操艦に非常に長い時間を要する設定にある。

アナログエンジニアにとっては、この手の問題にしばしば出会う。読みの勝負のゲームである。しかも、確定情報はほとんどない。情報を得ることすらリスクを伴うルールである。特殊なジャンルのゲームであり、マニアックな設定である。

他の潜水艦戦ゲームも試して見たが、このようなスリルを味わうことはなかった・・・・。

単純な統計確率を超える判断、+αの要因を加味して判断の確度を高める戦略がアナログエンジニアの特質である。

ちなみに、一番低い性能の潜水艦で最高難度のミッションに幾度も成功した。

Photo_8 ←我が家の守り猫の像。

玄関脇においています。

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2006年8月23日 (水)

弾道計算

私のブログの2日前の「女性アーチャー」の写真の背景に水平線と思われる射場の線が写っていたのに気が付いた。

原画からA4まで拡大。射出角度と競技距離が判れば、空気抵抗を無視すれば高校物理の範囲で矢の速度を計算できる。分度器が手元にないので、ものさしでtanθを求めると。120mmで12.5mm上方向を向いている。

問題の形は、70mの距離でθ=12.5/120=0.104radで速度Vで射出した矢が同じ高さの位置に着弾する条件を求める問題だ。0.1rad程度なので、cosθ≒1、sinθ≒θとして計算しても大きな誤差はない。

競技距離をLとして L=V×t、Vsinθ≒Vθt=gt^2/2だから、時間tを消去するように、この連立方程式を解いて、

V=√(Lg/2θ) 

数値を代入して、V=57.4m/s。うーん。妥当な数値かな。

測定誤差はまだ評価していないが、この女性アーチャーはかなり高速の矢を射出している。

他の方法でもっと精度の高い間接測定方法もある。スピードガンのような高価な機材なしでもそれなりの測定ができるのだ。

このような物理の逆問題を自分で作って自分で測定し、自分のために役立てる。このようなプロセスが本当のエンジニア、研究者を育てるのではないか。2007年問題の技術伝承の根源は、このように1枚の写真情報からでもそれなりの定量的な結論を得る能力の養成であると思う。

Photo_7 ←庭の「鉄砲」百合

音速を超える弾丸なら、空気抵抗の影響を多分無視できないだろう。

私は鉄砲でなくあくまでも弓派である。弓百合は知らない。

それでも、羽の角度を1-2度右回転方向に付け、ライフルと同様に旋回による方向安定性に拘っている。でも、私の腕では余り関係ないファクターなのだ。

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2006年8月22日 (火)

寿老人の星

全天でシリウスについで2番目に明るい恒星である。その位置は-52°赤緯6h30m付近にある。観望可能な時期は三ツ星で有名なオリオン座やおおいぬ座のシリウスが南中する冬場しかない。

別名カノープス。同名の電子機器メーカーもある。その創業者は恐らくこの星の由来に思いを馳せて命名したのだと思う。

日本では非常に条件のよい場所、時刻、天候が重ならないと見ることはできない。この星を見たものは長寿になるという伝説もある。私はこの星を関東北部の水平線まで開けた場所に数回通って目視したことがある。南中時にも地平線より数度以上、上がることはないのでこの星を見ることが難しいのだ。見えたとしても、地平線に近いので、朝日、夕日のように赤みを帯びて輝く。

本来は、この話題は冬場のネタである。今日、知人が10時間を越える手術を受ける。その手術の成功とその後の回復を願ってこの記事を書いた。

健康で長寿であることは高齢者の願いである。終戦直後に生を受けた団塊世代直前の私の年代は、幼少の頃の栄養状態が良いはずはない。恐らく私の年代は現時点での平均余命より短い統計数値になるだろう。

あと3ヶ月で退職したら、煙草と酒を減らす生活も考慮しよう。

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2006年8月21日 (月)

女性アーチャー

女性アーチャーのフォームは概して美しい。

Photo_1 ←本人の許可を得てblogに正面からの撮影で掲載しています。K様ありがとうございます。写真をクリックするとアップになるかもしれません。

社会人・女子の最長距離70mの射形です。男子は90mでこの射出角度より低い弾道で射てる人が多い。

8月なので、後6射すると背中に汗がにじみ出る。ウォームアップ前で久しぶりのお出ましなので、彼女の本来のベストの射形ではないと思います。

まず彼女の矢の角度をご覧ください。これが競技女子アーチャーの射出角度の平均レベルです。射出角度と競技距離ががわかれば、矢の弾道はほとんど空気抵抗を考慮しない高校物理の放物体の運動方程式に従いますので、矢の初速度を計算できます。

注目点2:彼女の左手の一番力がかかっている手の平(押し手の力点)と矢筈と右手(引き手)の肘関節の3点がほぼ一直線になっています。

注目点3:弦は鼻と顎に接しており、引き手は下顎に接しています。これにより、顔の角度と矢と目の位置関係がほぼ一意的に決まります。

注目点4:肩は窮屈でなく少し余裕を持っています。

理に適った美しい射形が女性アーチャーの姿です。

私の友人のIさんに私の弓を引いて戴いた事がある。I氏はかってのボデイビルダーですばらしい筋力の持ち主であるが、非力な私の36ポンドの弓を引ききれなかった。いくら筋力があっても、使用する関節に斜め方向の力がかかれば弓は引けない。逆に、関節とくに肩関節に無理な力を加えないフォームであれば1回だけなら多分私は100LBS=45kg重の強力な弓を引けるだろう。

ちなみに、男子競技用の弓でも右手で灯油ポリタンクを吊り上げる力があれば、コツさえ知っていれば扱えるのです。

合理的なフォームこれが女性アーチャーの美しさである。夏場なので上半身が汗まみれになる前のワンショット。押し手のしなやかに支えた弓を持つ指先がとても美しい。

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2006年8月20日 (日)

入道雲

片道100数10km、常磐高速道を南に走る。

往路の中間地点付近で雨がポツポツ、と思いきやすぐにバケツをひっくり返したような激しい雨でワイパーを高速にしても前方視界が狭い。ライトを点灯。後方を確認して1番左車線へレーンを変更して自然減速。

瞬間雨量がすごいので、ハイドロプレーニング(車が水上スキーのように路面を滑走する状態でブレーキ、操舵が効かなくなる)が起こるいくつかの条件を満たしている。車の流れに逆らわない範囲でできるだけ減速。

交差する陸橋下の路肩に大型バイクが3台雨宿りをしている。単車はこの雨では走れない。

2-3分後、雨の区域を通り抜けたら、前方には入道雲。すでに、路面はぬれていない。

帰路半ば、片側3車線区間の中央を走っていたら前方の車の動きがおかしい。レーン一杯に右に左に蛇行している。とりあえず車間距離を延ばす。速度も不安定な走り。居眠り運転の可能性もある。左にフラーとコースが変わるチャンスを狙って、追い越し車線で追い抜く。バックミラーで運転手の様子をちらり見る。かなりの高齢者で探し物をしながら運転していた。

追い越し車線から再び中央レーンへ戻る。次の車も走行状態が不安定。同じ要領で追い抜く。走行車線に戻りバックミラーを見ると、若い運転手が携帯電話をかざして操作中。法令違反、運転中に携帯受信するならハンズフリーにしろ!コノヤロ~。

アナログエンジニアは反射神経、運転技術に自信がないので、もっぱら「かも知れない」運転をする小心者だ。JAFなどのKYT(危険予知トレーニング)も大好き人間である。

そう、私は仕事の上でもデスマーチを耐える肉体的頑丈さを備えていないので、事前に「かも知れない」式のオプションを留保するタイプなのだ。

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今日は我が家の「さち」は東京へ。私はいつもの射場で70m×36射×2の予定。

2006年8月19日 (土)

JA2CWN

JA2CWN:アマチュア無線の古いコールサインあるいはコールサインの一部である。高校時代の同級生がやっていた。わたしもアマ無線にあこがれて、許可の不要な真空管式微弱電波のトランシーバーを製作したことがある。しかし、私はアマ無線局の開局にまでは至らなかった。

CQ、CQ・・・で始まる交信が成立すると、交信カードの交換が後日行われる。同級生の交信カードのカードの記憶がJA2CWNなのだ。S様、私を特定するキーワードは「花はどこに行った」。

アマ無線では、限られた無線出力で遠距離通信を目指すので、アンテナを高くあげ、アンテナの長さを最適化する。わが町にも鉄塔を上げているアマ無線家が数軒、短波帯のT字アンテナではなく、指向性の強い八木アンテナを電動回転できるようにしているところもある。

1970年代、筑波山-東京間で画像通信を成功させたアマチュア無線グループもいた。

次の時代には、パソコンと連動させたデジタル通信をやっているグループが現れた。

アマチュア向けの電子回路技術とともに歩んだ出版社がCQ出版社である。私も「トランジスタ技術」を長らく定期購読をした。次のステップが「トラ技スペシャル」シリーズであった。

秋葉原の電気街もずいぶん変わった。電子部品やジャンク屋さんが減ってきている。電子部品のお店の一部がつくばに移転するとの噂も聞く。

これからは、電子部品入手の個人ルートは田舎に住んでいるので、通信販売に頼ることになるだろう。その分、アマチュアの立場では入手が難しかった電子部品のデーターシートはインターネットで簡単に手に入る時代となった。

しかし、秋葉原の電子部品のお店とくにジャンク品を扱っているお店がなんとなく少なくなってきているような気がする。

秋葉原のガード下付近のお店、開店直後に行くとたまに店の旦那と昔話をすることもできる。

オペアンプを買うときは741相当品、そしてnpnトランジスタでhFEが100-300、小信号低周波増幅用ORスイッチング用、「一番売れている品種!国産」、ホビーユースでは購入した部品に合わせて回路定数を決め直せば多くの場合事足りる。

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2006年8月18日 (金)

上に落ちる?砂時計

正確には、砂状のツブツブが上方向に流れ上がっていく砂時計風のおもちゃ。とあるところで手に入れた。

Photo_2 サムネールでは見にくいが、元画像では「砂」が上方向に落ちていく。多分この画像をクリックするとフルスクリーンになる。

黒い砂と黄色い砂が逆方向に落ちていく状態を同時に見せているところがこのおもちゃの面白さだ。

上に落ちる砂時計、私はこれまで見たことがない。

私の推測を述べる。

1. 砂は恐らく比重1.0前後の高分子のツブツブであって、比重3前後の砂ではない。

2. 液体は、黒(下に落ちる砂)の方は低比重のもの。黄色の方に入っている液体は、例えばシリコン油のような透明かつ高比重液体。

3. それぞれの粘度はうまくコントロールされていて、同程度の速度で砂が昇降する。

4. 砂のノズル径は黒と黄色で異なるかも知れない。屈折の関係でよく見えない。

5. 砂の動きをみると、らせん状に動いている。レイノルズ数がそこそこに高く定常的な旋回運動をしているらしい。

推定結論。比重差をうまく利用して上昇と下降速度をほぼ一致させている。砂に見える材料は多分高分子材料。それも光学的に比較的透明な材料。液体の材料はきっと違うだろう。上昇・下降速度がほぼ近いので、液体の粘度を考慮したノズル部分の形状・口径が選択されている。砂時計よりも口径は大きい。

「上に落ちる砂時計」の面白さは、上に落ちる砂時計と普通の下に落ちる砂時計をほぼ同じ速度で砂を落とす(上昇)させるところにある。

普通の砂、普通の流体媒質ではこんなこと有り得ない。単純な原理であるが見てて飽きない。

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昨日もアーチェリー場へ。9時半スタート。気温28℃。まだ誰も来ていないので久しぶりの90mを射つ。90m×36射=216点(自己ベスト)、あと70m×36射をやると2日間でシングルラウンド相当。70mは260点。2日間あわせて待望の144射1000点を超える1044点。練習とはいえ、うれしーな~。

2006年8月17日 (木)

VICS

Photo_1 VICSとは、Vehicle Inforrmatuion and Communication Systemの略で、詳細はこちら。【VICS】

盆休みの射場まで10数km、かって知ったる道なのだがカーナビをセット。目的は渋滞情報を得るためだ。射場までの間に2箇所渋滞しやすい場所がある。数分前の渋滞情報をVICSで取得し、必要に応じて迂回路を選択するためだ。

カーナビで目的地をセットすると、私の場合電波ビーコンで渋滞情報を約200km先までキャッチできる。情報を取得できても、うまく迂回できるとは限らない。先日、福島への帰り道、常磐道の渋滞情報が福島を出発してすぐのところで120km先、渋滞。うーん、場所が悪い。ここは迂回経路が国道6号しかなく、高速道閉鎖場所は、石名坂-日立中央らしい。トンネル区間が多い場所で、開通まで時間がかかる。どこで一般道に下りるか。閉鎖区間の直前のインターかもうひとつ手前で降りるか・・・。もうひとつ手前でも10kmをノロノロ運転は必至。閉鎖区間直前のインターで一般道へ。料金所までの2kmを1時間。我が家の「さち」はかなり非難めいた発言多数。私は、じっと我慢で一般道10kmより2km/1hを選択。

今日は射場まで25分。500ccの飲料を購入して、2h/140¥で射場を借りる。盆休み中?の今日は誰もいない。プラクティス(練習)6射。距離50mでスタート。6射で汗が上半身に滲む。気温28℃、湿度は高い。季節はずれの鶯が「ケキョ・ケキョ・ホーホケキョ」。

50m36射を終えて、261点。自己ベストである。昨日はぐっすり眠れたのが良かったのか。

続けて30m、36射。あまり起伏のない点数。6射、50点台を4回出して、今シーズン3回目の300点超で305点。ハーフシングルラウンド相当で、計566点。初めて50-30mで550点を超えた。

帰り道、メーセージが表示され続けていたエンジンオイル交換のため、カーディーラーへ立ち寄り。ついでにタイヤの空気圧点検を依頼。明日は往復300km弱の高速走行予定。

画像は複合弓(コンパウンド・ボウ)の照準器です。カールツァイス製プラスチックレンズ使用。×4倍。複合弓(CP)部門では光学照準器の使用が許されます。拘って、カールツァイス製レンズの照準器。画像をクリックするとフルスクリーン画像が出ると思います。

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2006年8月16日 (水)

カラーコード

抵抗器の値の表示方法のひとつにカラーコード表示がある。

カラーコードの読み方の基本はこちら。【抵抗のカラーコード】

抵抗器のカラーコードは4本か5本の色帯か色点がふつう付いている。コードを読む順序は、余白のある方が一番後のコードである。

コードは、数値(2~3本)+乗数(1本、10×X乗)+許容誤差(1本)の十進コードから構成されている。最初にやるべきことは、色帯あるい色点の数が4か5の確認だ。5本なら数値コード部が3本、4本なら数値コード部が2本である。これで数値コード部の本数がわかる。

数値コード部は0=黒、1=茶、2=赤、3=橙、4=黄、5=緑、6=青、7=紫、8=灰、9=白の順になっている。部品本体の色が焦げ茶色の時には、茶と赤の区別に注意を払う。

乗数コード部は1桁で、0を含む正の乗数の場合には、カラーコードは数値コード部と同じである。注意しなければならないのは、乗数コード部は-1=金、-2=銀のコード色が追加される。単位はオームである。

一番余白に近い色コードが、許容誤差コードである。1%=茶、2%=赤(余り見かけない)、5%=金、10%=銀、無印=20%(であったことがない)。

3桁数値コードを用いるのは許容誤差1%の抵抗で、E96系列の抵抗だ。2kオーム1%だと、200かける10オームなので、赤・黒・黒 茶 茶 である。

若い回路エンジニアにはカラーコードを解読するのにとても時間のかかる人がいる。私は、0=黒い礼服・・・・の語呂あわせでなく、念仏方式で黒・茶・赤・橙・黄・・・・で覚えている。加温された高温物体の色の順番に近い。

カラーコード、されど部品の抵抗値の読み方を知らなければ始まらない。ストックされた部品箱に入っている抵抗は一つ一つ確認する必要がある。1桁異なる抵抗を間違って使うとアナログ回路では種々不都合なことが発生する。

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2006年8月15日 (火)

蕎麦打ち体験

今日は「体験蕎麦打ち」に行った。蕎麦の産地、茨城県金砂郷村の「そば工房」が目的地である。我が家の娘夫婦「とも」達の到着が遅れたが、合流して予約時間に何とか間に合った。

まず、蕎麦粉350gと中力粉150gを乾燥状態でよく混合する。うん、7・3蕎麦を作るのだ。指導してくれたJAのおばさんが200cc弱の水を注ぐ。指を立てて4本の手でかき混ぜる。水を加えるときに、おばさんが「今日はこのくらいの水加減にしようかな~。」  20ccくらい水が容器に残っていた。

しばらくして、蕎麦の生地が一応ツブツブ状態になる。娘夫妻+息子の班は仕上がり状態が先行している。私達の方は指導のおばさんが、さらに水を10ccくらい加える。

こねの段階。ひとつの固まりにした蕎麦生地を回しながら、ムギュー、ムギューと捏ねていく。この工程が意外に長い。生地の乾燥を防ぐために冷房をオフ。捏ねの段階でほんの少々水を入れた。2%の水加減が問題になるらしい。それだと、日々の湿度や温度が効くはずだ。おばさん曰く、水加減を毎日変えるのですよ、勘で・・・・。

伸ばしの工程に入る前に、おばさんが円錐状の塊に整形。生地を外側から内部へ吸い込ませるようにしてまた整形。また整形。生地に合わせ面が残らないようにする作業だ。この工程はおばさんがすべてやった。この工程が難しそう。短い長さの蕎麦ができると印象が悪いからか。

つぎの工程は伸ばし。ここでも生地の方向を変え何度も圧延。途中から延べ棒に生地を巻きつけながら積層圧延。

折り畳んだ生地をまな板の上で、特殊な形状の包丁で治具を使って切る。包丁を垂直に降ろし切る。そのまま包丁を左に傾けて治具を移動。これで、蕎麦の切り幅が決まる。娘達の班は少し遅れている。

あとは、自分で打った蕎麦をザルにして試食。少し幅の揃っていない蕎麦だが、コシが強く硬さはちょうど。娘達の方はやや固め。漬け汁はよくだしが効いていた。

 これが、我が家の蕎麦打ち体験記。

Photo

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2006年8月14日 (月)

トランジスタのhFEの測定

バイポーラトランジスタの直流電流増幅率hFEは(コレクタ電流IC)/(ベース電流IB)で定義されている。従って、コレクタ電流とベース電流を同時に測定し、比を取ればhFEを算出できる。

小信号個別トランジスタを想定すると、IC=1mA、hFE≒100とするとベース電流IB=10μAである。有効数字2桁を目標にして測定するならベース電流を0.1μAで測る必要がある。ベース・エミッタ間電圧を0.6Vとすると、デジタルテスタによる電圧測定の負荷効果と同程度の電流である。

この電流をベース・エミッタ間電圧で精度1%で制御しようと試みるなら、ΔV=26mV×ln(10.1μ/10μ)=0.26mVの精度で電圧を与える必要がある。室温変化に換算すれば0.1度程度となる。したがって、定電流性のエネルギー源からIBを与える必要がある。しかし、普通の実験室ではこのレンジの高精度電流源を保有していないので、高抵抗+電圧源の組み合わせて電流を供給することになる。この方法で例えば1Mオームの抵抗を介し、10Vちょっとの電圧をかければIB供給の不安定性を回避できる。うまくやれば、IBをそこそこの精度で測定できる。

コレクタ電流は1mAあるので、アナログ式でもデジタル式テスタでも簡単に計測できる。

例をコレクタ電流1mAにしたのには理由がある。消費電力を10数mWにできるので、小信号用トランジスタでも温度上昇を数度以内に収めることができる。

ちなみにhFEの温度係数は+1%/℃程度である。このようにお膳立てした実験条件を学生/新人エンジニアに判ってもらえるだろうか。いったりきたりのスパイラルを描く繰り返し教育が必要な気がする。

本当は、さまざまな条件を考慮し自分で結果を確認する自己訓練の姿勢がエンジニアとしての要と思うのだが、これを体得させるにはさまざまな困難、長い時間を必要とする。

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昨日の射場の気温は、朝1番で射ったので27℃、湿度は土曜日よりやや低め。それでも車で帰宅したときには目の前が真っ白になった、メガネをかけていますので。

結果の方は、70m、36射×2で257、251、70mW(ダブル)で初めてtotal=500点UP、うれしいな。最後の6射で52点。気を良くして、+αでさらに6射、49点。 70mは半径6cm外れるごとにごとに10、9、8、7、・・・・となります。アナエンは今日の成績で平均7点なので、70m先の半径24cmに着弾します。

2006年8月13日 (日)

実質ポンド

通常弓(リカーブボウ)の表示ポンド数(弓の強さ)はメーカー指定の長さまで引いたときの張力の強さで、例えば32LBS@27インチのように表示される。その強さのばらつきは親切なメーカだと範囲が書いてある。

引き尺が1割少ないと、どうなるか。多くの弓の最大張力は、ほぼ引き尺に比例するので、表示ポンドの1割マイナスである。しかし、射の際の実感はほぼ矢の速度の2乗、すなわち、矢の質量と弓の効率を一定と仮定すれば、

(引き尺-20cm)×実引き尺/公称引き尺×公称ポンドになるので、

脇から測った手の長さの短い人はダブルパンチで速度がでにくい。引き尺の影響は公称引き重量に直接比例するが、アーチャーの実感である照準変化は弓が与えることができる弓の張力の実質引き尺までの積分値に比例するので、さまざまな簡略計算法が示されている。

この蓄積エネルギーが矢(質量15~20g程度)に伝達される効率ηは競技用の弓で90%前後、古い構造の弓で60%前後と私は間接的に計測している。

初心者用の弓は昔の弓に比べて、伝達効率ηは改善されていると思われるがそれでもηの値がやや小さく、ポンド数が競技用の弓に対し1/2から1/3で、矢も重いので矢速がでにくい。小学生だとまだ手の長さも短いので、初速30m/sは出ていない感じだ。我々の初心者講習会用の矢は安価でかつ比較的軽いオールカーボンファイバーパイプの矢を使っているので、それでも遊園地などの遊びのアーチェーリーに比べて別世界の矢の弾道となる。

数本のリカーブボウの張力Fと引き尺Xの関係を調べた結果、FXの面積(蓄積エネルギー)は概略、(0,0)の点と(公称ポンド,公称引き尺)の点を結ぶFX直線上で、ストリングハイトから実質引き尺まで長さ積分をした値となる。相当強い弓でその値は50Joul程度である。ちなみにBB弾を使うモデルガンは0.5Joule程度である。

20cmは正確な表現をすると、弓を押す左手の接触点から、自由状態の弦の高さ(ストリング・ハイト)である。ストリングハイトが低いと、同じ引き尺でも加速距離が稼げるが、矢先の支点であるアローレストと加速終了時の弦の位置関係が短くなるので、射出時の方向性がストリングハイトに反比例して悪くなる。

マイナースポーツであるアーチェリーの普及は、アーチェーリーの醍醐味を味わえる道具と調整済みの道具による初心者講習会がとても大切である。もちろん、コストパフォーマンスで道具を準備しております。

射場の昨日の10時の気温は27度、湿度は相当高かった。50-30m72射で511点。

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2006年8月12日 (土)

ダッチロール

あれから21年。あれとは、日航ジャンボ機が御巣鷹山に墜落した日である。今日である。

そのとき、私はこれまでの人生の中で一番の闇を彷徨っていた。

その中で、ジャンボ機墜落の主因は、それに先立つ尻餅事故による圧力隔壁の金属疲労破壊、そして圧力隔壁崩壊に伴う水平尾翼及び垂直尾翼の制御システムの機能不全だと記憶している。

垂直尾翼のないも模型飛行機を飛ばしたらどうなるか。まともに飛ぶことはない、不安定に主翼の後方が揺れる。これがダッチロールであると私は思っている。

パイロットにとっては、制御の効かない後尾の回復を祈りつつ、とりあえず主翼の制御翼であるエルロンを使いエンジン出力を加減して機体の姿勢制御を優先するだろう。しかし、制御の自由度が足りないので、高度と方位を同時に制御できないと思う。パイロットは恐らく自分の操作と、その結果払う代償を認識していたと思う。専門外の素人的発想であることは承知している。

その当時のキーワードが金属疲労。そしてその解析方法はフラクトグラフィー。日本語で言えば破断面解析に近い分野である。損傷が進行した痕跡がサブミクロンオーダーで残り、走査型電子顕微鏡で破断面を観察することでその状況を後日知ることができる。

私は熱可塑性樹脂の破断サンプルを個人的に保存している。破損した机の脚のサンプルで、教科書に載っている破断面と類似しかつその寸法の尺度がルーペで観察できる大きさだ。細かい縞模様にところどころ大きな幅の破断の進行痕と推測される部分も数回ある。

文献を詳細に調べていないので断定できないが、プラスチックのフラクトグラフィも条件がそろえばありえるのではないかと考えている。

最初のジェット旅客機コメットの空中分解により、アルミ合金材の疲労強度の知見が発達した。 と思っている。

地味で労力が大きく解析の難しい分野だと認識しているが、時間尺度は別として、「形あるものはいつか土に帰る」と考えて我々エンジニアは全力を尽くそうではないか。

黙祷。

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2006年8月11日 (金)

鉛筆削り

今の小中学生はナイフを使って鉛筆を削ることは少ない。ナイフを使うことを禁止している学校もあると言う。

私が子供の頃には、3-4cmの差込式の刃がついたナイフで鉛筆を削っていた。上等の鉛筆ではなかったので、軸木は均質ではなかった。それを一生懸命削った。きれいに削った鉛筆の使い手は器用さのシンボルであった。

幼少の頃から、道具/工具とくに刃物の扱い方に慣れることは工作できる人間→ものつくり人間を育てるうえでとても大切なことと思う。危ないから刃物を使わせないのではなく、きちんと刃物の取り扱いができるように手ほどきをして、危険の無い鉛筆の持ち方と削る方向まで指導すべきだ。

鉛筆削りは刃物の扱い方の原点のひとつである。多くの小中学校では、差し込めば自動的に削ってくれる電動鉛筆削り器が各教室に備えられている。シャープペンシルも普及しているだろう。

私は、三菱の製図用鉛筆UNIを感動して使った世代である。違いが判らなければ技術・技能の伝承は無い。

ある労働安全関係者から聞いた話であるが、カナヅチを使えない若者も多くいるとのこと。釘を打つための衝撃を与えるコツを知らないとともに、カナヅチをコントロールする能力が無いのだ。原体験を知らない仮想空間で生きてきた若者にいかにして、現実世界の制御手法を伝えるか?重い課題である。

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2006年8月10日 (木)

動いたアネロイド気圧計

気圧は目に見えるほど短時間に変動することはふつう無い。

学生実験室でアネロイド気圧計を見たら、いつもより低い1000Hpaちょっとを指している。外は雨・風が激しい。また視たら、少しの間に気圧がさらに低下している。珍しいことだ。

そう言えば、台風進路の予報円内にこの地域があった。私の職場が・・・・。

気圧計の指針はどんどん下がる。台風の移動にともなう気圧変動を現実に見ているのだ。経過時間を横軸にとり、縦軸を気圧としてグラフを頭の中に描いてみると、上を向いた百合の花の形状が浮かび上がる。

時間は約1時間半、谷の気圧は記憶では970hPa程度。台風の中心近くの気圧配置の断面を見たようだ。当時の台風の速度は約50km/h。これで、距離に換算できる。

普段眺めていてもほとんど動かないアネロイド気圧計が、見ている前で動いた。数年前に出会った気象の素人にとっては珍しい出来事である。

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2006年8月 9日 (水)

ムーングラス

そろそろ8月の満月の時期である。私は1月の経過を月の満ち欠けで感じている。1週間は新月→半月→満月→半月→新月のサイクルの満ち欠け半分の時間である。

サングラスは普通に聞くが、ムーングラスという天体望遠鏡用の小物もある。

口径10cm程度以上の望遠鏡の低倍率で月を見るとまぶしいので、接眼鏡の先にはめ込む減光フィルタがムーングラスである。

集光力が大きいので、月が視野一杯になる程度の低倍率で見ると、昼間の地球の砂山を見ている程度の明るさになるので、夜間には減光しないと明るすぎて見にくいのである。

いくつになっても、月のクレータや海を眺めることは楽しい。月のクレータを見るなら、光が斜めに当たる満月や新月以外の月齢のときに、明暗の境界付近を見る。目的のクレータを美しく鑑賞する目的なら、月齢を考慮して観望の時期を選ぶ必要がある。

月食の時には、月が地球の影に入り間接照明されるので、月は少し赤みを帯びた平面的な像となる。

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2006年8月 7日 (月)

良い汗、夏の洋弓

日曜日は県の記録会。集合時間は9:30am。予報では晴れ、12時に気温は32℃まで上がる。こんな日は、それなりに準備して行かないと、熱中症の危険がある。帽子と飲み水は必需品だ。

私の高校時代に熱中症にかかったことがある。2日余り40度を越える高熱。一般的症状と同じように動けないが、一般的症状と異なり、意識明瞭で頭痛はなかった。そのときは、入院のための移動時に大量の汗をかいて平熱に戻った。

社会人アーチャーはほとんど真夏対策をしている。私は500mlのPETボトル、帽子と折り畳みチェアを準備。

10:00am、4分間の練習射。1射目11時方向に3点、2射目9点。照準はこのままで行くつもり。高校生は公式試合でいないので、ぎりぎり全員が1立ちで射てる人数。初心者が参加しているので1番的30m、2番的18m。その他7番まで70m。シューティングラインは70m。私の的は一番右側の7番的。実は、私は7番的で射ったことが練習でもないのだ。私は大きく外すときには、右に外すことが多いので仲間の好意に甘えて中央部の的で打つことが多いのだ。

1回目の6射は37点、よくも悪くもない。次の6射はいきなり27点。方向を決める右手と顎の接触点がすでに汗でヌルヌル。この状態に対応できなかったのだ。この状態でのらりくらりと36射打ち終えて、やっと207点。相方の相互観的者は通常弓で298点。だけど、体力不安げな発言。

2回目の36射の私の出だしはそこそこ。複合弓のエントリーは2名なのでどちらにしても、いいえ、2位/2名しかないのです。後は点数を発表されても場違いではない36射平均200点UPを目指すのみ。すでに汗は上着をまで滲みとおっている。相方は、時々引きなおしているし、時間ぎりぎりまで使っている。

私の方は、後半6射は49点、47点で私としては上出来で、total240点。昨日の深酒が汗で」抜けたのか。相方は後半、引きなおしが続き、1本時間切れで打てず。拍手とともに記録会終了。

後は、30分のドライブで自宅に戻りシャワー、着替え。その後、昼間からビール(嘘)、本当はウイスキーの水割りを飲むつもりだ。

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現場百見

「現場百見」や「現場百回」などに類する言葉は、さまざまなもの造りにの場面でよく使われる。「百聞は一見にしかず」の言葉も広く使われている。

しかし、アナログ電子回路分野では実物を先に見ても私は良くわからない。他人の設計した回路での急所は、回路基板を見ただけでは把握できないのである。従って、私はまず回路図を読み解く。すぐに現場には駆けつけない。

電子回路の場合には、まず回路図を詳細に辿るデスクワークから始まる。そして、使用している部品の仕様を頭に叩き込む。回路図百見である。そして、担当者からいま起こっている現象とこれまでに試した調査結果を聞き取る。その後でおもむろに基板を見る。

実はこの手順は普通の上長にはすこぶる評判が悪いのだが、いまは自由にやらせてもらっている。

理科教育でも、実験や見せて興味を持たせる方法が多く取られる。しかし、こと電気に関係すると単に見るだけでは私は理解できない。説明を先に受けるか、定数が入っていなくとも回路図を先に見ないと、実物の見所がわからないのだ。

かくして、アナログエンジニアのお仕事は回路図を良く見ることから始まる。つぎに基板を眺め勘所の確認をし、最後に「現場」=ユニットの実装状態を見に行く。

このようなやり方なので、伝えるための回路図は見やすく辿りやすいレイアウトにこだわる。公表はするが詳細を詮索されたくないときには、見難くい回路図を特別に作成することもある。そして、どのような動作条件、どのような設計思想で作成した回路であるか判別する鍵ととなる回路定数をさりげなく・・・・ 記載しない。

これが回路のプロを自称するアナログエンジニアの手口だ。もちろん、回路のプロにかかればほとんど判ってしまうことは承知しているが、それでも動作お互いに細部の動作状況を掴むには手間隙がかかる。

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2006年8月 6日 (日)

トリックアート

往復300km弱を走って、鬼怒川温泉へ。高齢の家内の親夫妻が我が家を訪問してくれたので、鬼怒川温泉に招待。

一般道しかないので3~4時間のドライブです。久しぶりのロングドライブ。1時間も経たないうちにアクセルを踏む右足が引きつる感じ。おかしい。足の置き方を変えても数分で違和感がでてくる。いつものように、我が家の「さち」はすでに助手席で寝ている。今市まであと100km、もう少し頑張ろう。

運転席のシートは電動で前後、座高、シート角度を変えることができるので、運転しながら色々チェック。太腿にシートが当たるように調整したら嘘のように運転が楽になった。それにしても、1h足らずで運転が苦痛になるとは!いつ、設定をこんな風に変えてしまったのか、判らない。

翌日の第1番目の出し物は、猿軍団。例の「反省----」のポーズで有名な数匹の日本猿によるコメディ構成。出し物演技の最後には、猿と猿の訓練者のオチの掛け合いがあった。正確に演技できるように訓練すること以上に、間違い反応やご愛嬌の演出をふさわしいタイミングを入れることは大変難しい、と思う。どのような手順で訓練しているのだろうか。

次の出し物は、「とりっくあーと」の展示場。全国にいくつかあるが行ったところは「とりっくあーとぴあ」。平面画像で立体感をより感じるには片目で見ることがポイントだと案内嬢はいう。わたしは、透視図法の視点位置に合わせるようにして鑑賞。

さまざまな遠近法と錯視と陰影法などを利用した出し物が多数。鏡を併用した迷路が圧巻。照明の具合もうまくて、相当近づかないと真贋の区別がつかない。気がついてみたら、石畳と思っていた床、これもペンキで書いた絵だった。

もちろん、恋人と壷にみえる良く知られた錯視の展示もいくつかある。

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夏休みシーズンですので、とくによろしくお願いします。

2006年8月 5日 (土)

ガラスのザラメ

私の車通勤コースにある交差点。2車線+αの道に、交通量の多い県道が交差している場所だ。通勤の往路には、私はこの道を左に曲がる。

まだ薄暮時の帰宅のときに、この交差点にザラメ状のガラスの破片が広く散乱しているのを見た。ザラメ状のガラスは、急冷強化ガラス特有の割れ方だ。

自宅に帰って考えてみた。ガラスの破片はたぶん車のフロントガラスの破片だろう。しかし、破片の散乱している位置は、2車線+αの側の、左折れコーナー付近にある。交差点の左折れは比較的安全な進路方向のはず。交差点中央付近なら色々なケースを容易に想像できるが・・・・。

どのような場合に、あの位置にガラスが散乱すするのだろうか。素人的に考えれば単一の事故では解釈が難しい。もうひとつの事故、オフセット衝突で飛ばされた車がガラス破片を残した車に衝突した?素人が想像できるのはここまでである。

何年か前、4車線道路を走っているとき対向車線から自車の方向に車が跳ね飛んできたことがある。1秒に満たない時間差でセーフだったが、タイミングが悪ければ避け切れなかったと思う。

ふつう、交通事故は2つ以上のミスが重なったときに発生する。多くの場合、一人の錯誤運転を別の人がカバーしている。交通事故は見た目ほど単純ではないと思う。交通事故解析を生業としているプロもいる。

そのひとから聞いた話であるが、交通事故は事後に悪意が始まるとの評が印象的であった。

世間を騒がせる報道の多くは、明らかにカタストロフィの前から悪意・作為が交錯している。事後に悪意が始まるとは的を得て然りの表現だと思う。交通事故も事件も痕跡はなにか残る。悪意の言い分が交錯する交通事故解析の専門家は、人と車の運動・行動を熟知したプロであると私は尊敬している。

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よろしくお願いします。

2006年8月 4日 (金)

金属箔抵抗

ふつうに手に入る最高級抵抗が「金属箔」抵抗である。秋葉原でも売ってるお店がある。値段は普通の金属皮膜抵抗より1桁か2桁高い。

昔、分解調査したときに見た金属箔抵抗はガラス基板上にバルクの金属箔を貼り付けて、その金属箔をつづら折状に抵抗パターンをエッチング形成したものである。

この種の抵抗の特長は、極めて温度係数が低く(公称数ppm/℃以下)、経年変化が少なくかつ抵抗精度も良好である。金属箔抵抗を用いる場所は、ブリッジの参照辺などの精密アナログ回路の心臓部である。私はこの抵抗を切り札の一枚として愛用している。

例えば、抵抗性センサのブリッジ回路ではとくに抵抗比の精度・安定性が必要で、素子感度が高くなる場所である。抵抗値の絶対値偏差は後段の信号処理でどうにかなるが、抵抗比の温度変化の補正は手間と技術が必要である。時間的変化に対しては私は対抗手段を持っていない。

センサブリッジ回路においては、時に1ppmレベルの比精度が必要になることがある。そして、アクティブセンサと同レベルの参照抵抗を実現する抵抗が金属箔抵抗である。この抵抗の性能を引き出す設計が高精度アナログ回路の入り口である。

金属箔抵抗は金属箔ひずみゲージと同じような金属材料を抵抗体として使用し、もっと繊細なパターンを形成している。熱ひずみの影響を受けるので、基板との熱膨張差によるひずみ効果も考慮して材質系が組み合わされているという。数ppmの抵抗値の変化を、可変温度環境下で計測し保証することは容易ではないと思う。異種材料が接するとき、ゼーベック効果により熱起電力も発生する。この壁を乗り越えて、性能を保証している電子部品のひとつが金属箔抵抗である。

たかが抵抗、されど抵抗。このような優秀な電子部品に支えられて、精密アナログ回路設計者の仕事が成り立つ。部品メーカーのエンジニアに 多謝。

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2006年8月 3日 (木)

獲る猫、獲らない猫

放し飼いの家猫でも、狩の上手な猫がいた。獲物は、様々で、トカゲ、蛇などの爬虫類も含まれる。家内は蛇が大嫌いなので、獲物を飼い主に見せて自慢?するその猫も、獲物を咥えたまま横を向いていそいそと奥の部屋に急ぐ。

大物では、キジバトを獲ってきたこともある。モグラも少々。どうやってモグラを獲るのだろう。私は、地上を歩いているモグラをまだ見たことはない。巣穴の踏んでその下にいたモグラがキュッと鳴いたのは何度かあるが・・・。猫としては色々工夫して捕まえたのだろう。

変わった獲物は、シマリス。まだ生きている状態だ。玩ばれないようにシマリスは弱った振りをしてチャンスを見てダーと逃げる。猫はそれを承知で遊んでいる。このときは、さすがに介入した。目の前にシマリスをおいていた猫の気を引いて、シマリスのチャンスをつくる。シマリスはこのチャンスを生かして、生垣から庭の外へ逃げる。

雀をとる猫の狩を1度だけだが目撃した。地上に降り立った雀に低い姿勢でそろり、そろり距離を詰めていく。気がついた雀が飛び立つために姿勢を沈めた瞬間、猫の前足が伸びる。そして、空中でバッシと雀を叩きおとす。そしてすばやく咥える。

家猫が獲物を食することはあまり見かけないが、このときは違っていた。数m離れて見ていた私にも骨が砕ける音がした。数分後残ったのは散乱した雀の羽だけ・・・・。

一方、何も獲らない猫も複数。そのうちの1匹は自分の縄張りも持てず、いつも我が家のNo1だった猫に追い回されていた。その猫が一番長生きをした。喧嘩にに負けて瀕死の重傷を負ったこともあるが、死ぬ間際、自分のお気に入りの場所まで行く途中で息絶えた。

私は、獲るエンジニアとして少しでも長く現役を続けたいと思っている。

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2006年8月 2日 (水)

ヒステリシス

過去の履歴を背負った入出力特性がヒステリシス特性である。ばねに強い力を加えると完全には元に戻らず、少しだけ伸びた状態になる。このような荷重条件で繰り返しストレスを掛けると破断することもある。

電子回路では、正帰還を掛けることにより入力電圧を上げていくときと下げるときで異なる入出力特性を安定に出すことができる。演算増幅器を用いたヒステリシスコンパレータ回路を組めば、行きはVTHでカクッと変化し、帰りはそれより低い電圧VTLでカクッと変化する。

トランジスタで組むなら2石+抵抗少々+コンデンサ1個でヒステリシスコンパレータを組むことができる。回路定数をうまく選べば、少しだけジワーと出力が変化したあとスパッと遷移する。通常、帰りはジワーが無くてスパッと戻る。

回路原理を懇切丁寧に説明した後、2石エミッタ結合シュミットトリガ回路の入出力特性を未経験者に測定させたらどうなるか。きちんと昇圧時と降圧時の軌跡を測定できるかなー。ちょっと疑問。

この回路方式はTTLのゆるいレベル変化を許容するシュミットトリガ入力回路にも広く使われているのだ。

行きと帰りの軌跡が異なる測定対象も多くある。私はサイラトロンの学生実験でこの現象を早い時期に経験できた。センサの世界ではヒステリシスの大きさも重要な関心項目である。

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我が家の水槽に3mmほどの赤ちゃん熱帯魚が泳いでいるのを見つけました。目が大きくて、不器用に泳いでいます。確認したのは1匹。

2006年8月 1日 (火)

コンタクト

袖すりあうのも何かの縁。名前を聞くのも何かの縁。そして、遠き昔にすれ違った人と出会う機会もある。

30年前、その名前を上司から聞いた人がいる。その人の元上司経由、わたしの恩人経由でコンタクトあり。私も一度は会って話たかった人である。20代で同業他社に在職中に単独著書を出された方だ。

早速Mailでこちらからもアンサーバック。昨日Reが帰ってきた。珍しくMailが文字化け。直接、仕方が無いので、インターネットで調べてその社長に窓口経由でTEL。繋がった。

それから?・・・。・・・・・。

まだどうなるか判らない。まず、あってみないと。その前にMail連絡手段を確立しないといけない。

エンジニアの世界は意外に狭い。あちこちで過去の知り合い、論文でお目にかかった有名人、そして自分の人脈。網の目のように時間軸を交えて交錯する。いままでの私は無理やり飛び込み営業方式で、色々な方とコンタクトの機会を強引に持ってきた。その手法にも拘わらず、さまざまなことを教えてくれた、時には便宜を図ってくれた先人に感謝している。

まだ、知らないことだらけであるが、知的好奇心とさまざまな使命感は残っている。

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我が家の水槽、得体の知らない巻貝の殲滅作戦進行中。今日は3粒つまみ出した。

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