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  • 共著:「次世代センサハンドブック」培風館(2008)、「マイクロセンサ工学」技術評論社(2009.8)
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    アナログ電子回路設計入門 (1994.12)、コロナ社: 実践アナログ回路設計・解析入門 (2005.1)、日刊工業: オペアンプ基礎回路再入門 (2005.7)、日刊工業: ダイオード・トランジスタ回路入門 (2005.12)、日刊工業: スイッチングコンバータ回路入門 (2006.9)、日刊工業: これならわかるアナログ電子回路基礎技術 (2007.6)

専門とする事項

  • 電源を含む精密アナログ電子回路の設計・開発、およびその教育、技術指導。センサ・アクチュエータシステムの構築。電子機器の不良解析指導および再発防止指導。解析主導型設計の推進と回路シミュレータの実践的活用指導。技術的側面からのプロジェクト管理指導。

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2012年2月

2012年2月29日 (水)

スバル360

昨日、富士重工が軽自動車の最終号車がラインオフした。

アナログエンジニアが乗った最初の車はスバル360DXである。てんとう虫。

リアドライブの車でモノコック、一部にFRPが使われている。基本的には3速だがオーバードライブを使うと、実質6速のギアチェンジが可能だ。だった。

サスペンションは柔らかいので、乗り心地は当時としては良かったが、ブレーキングの際のノーズダウンが激しい。

1968年ころ、親から譲ってもらった車。乗り潰すまで乗った。

軽量なので、大型車に接近すると、急にエンジン音が静かになり、燃費も軽減される。

この方法で、幾度も茨城中央部から世田谷まで往復した。常磐高速のない時代の話である。

4人乗って八王子から鎌倉まで海水浴に行ったこともある。

多くのこのブログの読者が生まれていない時代の事である。

時代を生きた車、航空機技術を投入して造られた車:それが懐かしの名車スバル360である。その車に乗れたことは幸せの一つであった。

その車のマーク:スバルは今、日没後天頂付近やや西側に今輝いている。スバルのロゴもまたその星のマークをかたどっている。これからも地上に輝いて欲しい車でもある。

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2012年2月28日 (火)

学歴の幻想

Img_0266 分数・平均値の判らない大学生が増えている。

なぜ、そんなレベルで大学へ行くのか、それは一つの幻想である。

非大学卒の親は、無理をして子供を大学にまで上げようとする。そして、子供は、子供たちは、それに応えようとする。

大学は大学で、AO入試、推薦入試、そしてセンター試験のみでの選抜、あるいは、中学からのエスカレーター式で進学できる大学もある。入学者が少ないと、学校経営が成り立たないからだ。

実力もないまま、社会へ出たらどうなるか。企業の多くは、一応、設計部隊や中枢的職場に配属してみるのが普通だ。そして、実力、考える力が無ければ、別のもっと易しい学力、論理能力でできる職種に配転する。しかし、それも限界にきている。

大学は大学で、研究者を育てる方式の教育しか、ふつう、やっていない。

研究とは、新しいことを、真に目的を持って追求して行く世界の筈である。それが中途半端になっている。研究職には、中途半端な人はいらない。工学なら実務も知った上で学生に、教育すべきだろう。

研究費の配分や評価方法も大幅に見直す時期に来ている。

日本以外の国では転職は当たり前、子供たちもそのような事実になれている国が多い。

日本でも、自己のキャリアを求めて転職する、できる風土に変わりつつある。

算数を教えなければならない大学は、理系文系を問わず、その存在意義は既にない。

判らない、判りようのない授業を聞くほど消耗な作業はない。アナログエンジニアも、気分転換に単純作業を延々とやることもある。それはそれで楽しいのだ。

職人さんと言って侮ってはならない。腕がたち、豊かな生活を送っている方も多く存在する。

職業に貴賤はない。

身の程、身の丈にあった職種を選べば、いくらでも仕事はある。

大学教授も、エンジニアも、学生も変わらなければならない。

また、日常生活に必要な算数の一部は科目留年(1年だけ)させる制度にも私は賛成である。日本は変わっていく。もちろん、官僚の予算肥大化は厳しくチェックするシステムが必要だろう。

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2012年2月27日 (月)

超高電圧用ダイオード

ここで言う「超」高電圧用ダイオードとは、1万V級ダイオードのことである。主な、用途はブラウン管式TVの電子加速用の高電圧発生や、数万V以上の電圧を発生させるために使われるシリコンダイオードを念頭に置いている。

私の見たそのダイオードの内部構造は、通常の高耐圧ダイオード数10個直列に積層した構造である。

複数社の超高耐圧ダイオードのデータシートによると、ダイオードの順電圧が数10Vあるので同じように、高耐圧ダイオードを直列に接続しているものと思われる。

高圧ダイオードは、不純物濃度が十分低い基板(ウェファー)から出発し、通常より低い逆極性の不純物領域を作成することによりつくられる。

そのため、単品での高耐圧化には限界がある。それで積層タイプとなる。

電子回路用の超高耐圧ダイオードの外観は意外に小さく、沿面距離を確保するには、それなりの実装技術が必要である。

多数のダイオードを積層するので、その寄生容量は積層数nの1/nになり、短時間では元のダイオードの扱える電流値と同じ、全体の許容損失電力は基本的に変わらない。そして、一部のダイオードは降伏寸前で使われるので、それなりの配慮が払われている筈である。

これらの超高耐圧ダイオードは、ブラウン管TVという大きな市場を失った今、半導体メーカーは、その品種の製造を維持するだけでも大変であろう。

しかし、高電圧を必要とする理化学機器にとっては、不可欠の電子部品でもある。

アナログエンジニアとしては、これらの電子部品が将来にわたって供給されることを祈るのみである。

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2012年2月26日 (日)

インドアアーチェリー記録会

Img_0265今日は、茨城県アーチェリー協会の全ア連公認インドアアーチェリー公認記録会。

ひとり一的なので、的を貰ってきた。

写真はアナログエンジニアの全弾痕60射+試射3射。的の直径は40cm,18m

60射での点数463が本日の成績。

審判が遅れてきたので、私が審判をするつもりになった時に、Oさんがやって来て射てた。

2級審判資格をとり、県大会での射場マスターをできるようにしておきたい。

車いすの競技者2名、車いすの観戦者1名。女子2+1名。

普段から姿勢を気にする習慣を付け得ておかないと、高得点は無理。

基礎体力だけではなく、普段の姿勢を安定させなければ、心がけなければ、春から始まるシングルラウンド150射をこなせない。

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なお、アナログエンジニアはコンパウンドボウを使用しているので、半径1cm以内に着弾しないと10点にはなりません。

星野写真

アナログエンジニアは去年12月の月食を契機に天体撮影の趣味を復活させた。冬場の夜に屋外に出る気になるだけの健康状態に戻った。月食の際には、口径φ50mmのアクロマート対物のフィールドスコープによる追尾なし、コリメート撮影(接眼レンズをコンパクトデジカメ)で覗く撮影方法)、追尾なし、で撮影。

Img 写真は1976年に撮影したペルセウス2重星団。f=135mm、F=2.8、SSSフィルム使用。増感現像。露出8分。デジタル化する際、コントラスト、明度は補正。

自宅での光害のある条件での撮影。

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40年前の赤道儀と84mm反射望遠鏡は健全だったが、モータードライブは故障、各部の緩みは取れない。

そこで、年明けに、赤道儀+モータードライブ+φ130mmの組み合わせで、設備更新。

1月下旬に、道具立ては揃ったが、その後、天候不順で、日没後すぐの木星の縞を見ただけ。

まずは月の拡大撮影を写したいが、後数日後、天気が良ければ撮影の好機がやってくる。シーイング(気流の流れ)が良い日は冬場には少ないが。

その次は、5月の金環食だ。これには、減光フィルタND10000と一眼レフデジカメが要る。次のチャンスは私が生きている間には無い。

まだ、新しい機材で何もしていない内から、次のステップを考えている。

欲しいものは、φ200mm、F10のシュミットカセグレン望遠鏡!これなら、新規に購入した赤道儀の許容荷重(トルク)の範囲内。

夢は膨らんでいるが、一人で暗い条件の良いところに行くのはちょっと心配。

ひたちなか市、水戸、那珂市、東海村、辺りで夜空が好きなかたを探しています。興味をお持ちの方、ブログの左サイドバーのURLに連絡をお待ちします。

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2012年2月25日 (土)

物つくりの自動化

最近の製造現場では、生産設備の自動化が進行している。それも急速に、そして継続的にである。

自動化設備による生産では物が大量に安く作れるとともに、生産そのものに携わるworkerが最小限になる宿命を負っている。

生産設備の設計要員とそのメンテナンス要員は増えるが、全体としての人的資源の量は少なくなる。設計要員の質は一定水準を超えなければならない。したがって、中途半端な理系大卒はいらない。メンテナンス要員は、現場で即断して行動しなければならない。通信技術の発達した現在は、メンテナンス要員とオンラインで双方向通信しながら、その中枢部に存在するであろう設備を熟知した集団の支援を受ける。

ここまで書けば、現在の工学分野で多く必要な人材像が明確になる。

アナログエンジニアは、大学がそのニーズに応えているかどうかは、大いに疑問をもつ。就職氷河期と言われはじめて、もう、何年か経過している。しかし、大量生産を行う製造業の、特定に分野なら、自動化に対応できる人材でなければ必要とされる人材にはならないと思う。

さらに言うなら、自動化用の種々のパーツもまた、規格化されて量産規模を上げる工夫がなされている。その世界は、制御技術、センサ技術、アクチュエータ製造技術などがあるが、近年は、そこもまた、ブラックボックス化の進行が著しい。

良いシステムを創るには、そのブラックボックス化の壁を乗り越えて、自分の担当する関連分野にも精通する必要があるだろう。

就職のためのトレーニングを行う以前に、ブラックボックス化の壁を自力で打ち破れるだけの基礎的実力と訓練を受ける場所:それが大学であろう。

数学力が中学レベルでは、工学の神髄を提示する以前の問題であり、大学の名にそぐわない。

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2012年2月24日 (金)

自分の見える世界

自分の見えている世界を知ることは、正確な判断には不可欠だ。「知らない事を知る」、それは誤った判断をしない、情報の正確性を自分で判断できることに役立つ。

そして、自分の知識の根拠を知っておくことは、冷静な判断ができる、報道の真偽と質、その嘘を見破ることが出来る。

今は、インターネットの時代、その気になれば、「少数派」に属する方たちの主張にも触れることが出来る。少数意見の中には、真実を突いた根拠ある正論も混ざっている。ただし、自分の検索の足跡は残るだろうが、今の私は気にしていない。

アナログエンジニアの技術的成功率や、予測の当たる確率は高い方だ。

その裏には、自分が判らないことに対して、判断を一旦保留して、チャンスがあれば自分で実際に確認する習慣があるからだ。未知のことに対して、保留問題にしておくことは慣れないとつらいかもしれない。私はそのシチュエーションは苦痛ではない。

「知らないことを、自分の則を知る」ことは、科学の基本であると思っている。

アナログエンジニアは情報を発信するとき、ふつう他人の情報の単なる転送にすることはない。自分流の根拠に基づいた選別をしている。

TVニュースや新聞の情報の解説の多くは、単なる報道用に、例えば、官公庁のプレスクラブで得た情報である。

最近の大きな出来事の報道での著名な方達の発言は、その分野での体質を物語るものが多い。なぜなら、著名になるには、その分野で認められる:すなわち、その分野での村世界に順応しなければ、「第一人者」として認められないからだ。

JCOの臨界事故のとき、私は、扱っている核燃料の量が異常に少ないと感じた。すぐに計算してみるとふつうの臨界量と桁が違っている。通常の燃料ではない。結果は、約30%の濃縮ウラン燃料であった。この燃料を使う原子炉は多分、日本では2箇所の筈だ。

科学解説者の多くは、まだまだ不勉強である。

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2012年2月23日 (木)

ルーペによるマクロ撮影

Img_0254 写真はルーペと安物のコンパクトデジカメで撮影した超マクロ撮影像。

被写対象は、10.5ポイントのインクジェットプリンターで普通紙に印刷した英文原稿の一部。

アナログエンジニアの専門分野のキーワードの一つであるひずみ ”strain”の文字の一部が見える。

使用したルーペは10倍の¥1400のもの。特別な機材は使っていない。

3脚はごく普通のカメラ用のもので、あり合わせの台にルーペをセロファンテープで貼りつけだけ。

こんな機材で、ここまでの超マクロ撮影が出来る。

最高を望まなければ、何も高額な機材を使う必要はない。

今の研究者、エンジニアの多くは高額な機材を欲しがるけれど、少しの工夫で種々の事が出来る。私は、最高の機材は普通使わない。仕事においても、趣味においてもだ。

工夫するにはそれなりの道具に対する知識がなければならないし、写真のような撮影が出来なければ、最高級の機材を使える筈がない。

企業や大学の研究者で、ルーペ一つで、実体顕微鏡に近い画像を撮る技術を持つ方はそう多くない。

そこに、多くの無駄が発生していると思う。今日は雨。

室内でできる科学の世界を今日はゆっくり楽しもう。

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電子回路ネタ忘れた訳ではありません。本の著者校正でどっぷり回路図を見ていたので気分転換です。

2012年2月22日 (水)

デジカメ超望遠撮影

Photo 写真はコンパクトデジカメでの超望遠撮影像。

対象物は、直線距離で約3km先のエレベータ試験塔。35mmフィルム換算でf=1200mm程度。

×25倍ズームと、デジタルズーム併用でトリミングなし。画像をクリックすると拡大像になる。

昨日、午前に撮影。逆光でかつ気流の状態は極めて悪く、建屋の格子状の線がギザギザになっている。それでもLL版までは引きのばせる。

おそらく、口径2cmたらずのレンズの分解能近くは出ているだろう。

撮影モードは、フォーカスは中央、ISO感度は400か800で後はデフォルト、ただし、三脚は弱いので、10秒タイマー機能を使っての撮影。

この被写体は、アナログエンジニアの常用テスト対象物である。

デジカメの中級品以上では、使いきれないほどの機能がある。私も総ての機能を試している訳ではない。

身近にある個人がもつ機器には使いきれないほどの機能がある。多くの方は、その機能を活用していない。エンジニアたちの工夫の成果だが、普段使う機能は残念ながら、少ない。

種々の機器:使いこなしてはじめて判る。ちょと前までは、知らなかった使い方も多い。

私は基本的に、単純な機器を使いこなす方だが、それなりの機器がないとできないこともある。

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2012年2月21日 (火)

RCC回路

Img_0209 とある電池電源の蛍光灯。本来は非常用の電灯。電池は単1 6本=9Vである。電池交換のため、裏ぶたを開けたら回路が目についた。

蛍光灯を安定に点灯するには電力制御をすれば良い。出力6W。

左側のパルストランスは数本のコイルを持つものである。

トランジスタは1石。抵抗とコンデンサが二つ、右側にある。一つは大きく、一つはやや小さいコンデンサである。

この用途と、回路の簡単さから考えると、多分、リンギングチョークコンバータ(RCC)回路だろう。

アナログエンジニアが設計するなら、RCC回路方式を使う。

負荷は電力制御すれば良いので、起動回路も兼ねることもできるのだ。

片面フェノール基板。ジャンパ線はほとんどない。見当たらない。

回路が簡単なだけに、熟知していないと作れない回路でもある。

このような回路設計と実装は家電品ではごく普通の造りだ。

身近にあるアナログ電子回路、外観からはうかがい知れないそれなりの技術である。

今の工業製品は、私の青春時代より、金額ベースでも安くなっている。大卒初任給比較で考えると、当時の約10倍の給料が今は支払われる。したがって、物質的には、現在は豊かである。

本の値段も少し上がっただけ。相対的に専門書を気軽に買える時代だ。しかしも、通販購入と言う手段もある。

物質的豊かさの陰には、物つくりの携わるエンジニアたちの苦労と汗がある。しかし、一般人はその中身を知ることなく、今日も生活をしている。

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2012年2月20日 (月)

鏡面

Img_0173 写真は台所用品である「おたま」に映った超広角の画像。きれいな鏡面ではないので、シャープさには欠けるが、魚眼レンズ並みの視野がある。

倒立像。凸レンズによる天体望遠鏡の像と基本的には同じだ。

この事は、一度反射した後、実像を結び、その像を見ている訳で、凸面鏡のカーブミラーとは異なる。

肉眼では、各部にピントを合わせられるので、台所の各部の詳細が明瞭に確認できる。

中央上の人物は、撮影者であるアナログエンジニアが肘を締めてコンパクトデジカメを構えている反転像が見える。

反射鏡では、必然的に、その前立たなければならないので、自分が写る。

すべらかな面を表現するには、反射による周囲の風景やその歪曲された鏡像を描かなければならない。絵でも同じことだ。

日常でよく見かける現象だが、これを詳細に観察する人は極少数であろう。

注意深く観察すれば、種々のすべらかな面をもつ物体では多く生じる。

光学:その現象は日常でも、一般人でも、目を使っている限り、意識しようがしまいと、恒常的に見えているのだ。

今、この記事を書いている窓には結露した水滴にその先ににある赤と青の物体の色が反映されている。

このような観察力は総ての科学技術の源であろう。

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2012年2月19日 (日)

電池と電圧源

電池と電圧源は似て非なるもの、というか、抽象度が違う。

電池は乾電池や2次電池のように実際に形がある。そして、異なる極性で直列接続すると、電池を傷めるので、このような使い方は小学校ではやってならないと教えられている。それはそれで正しいのだが、電子回路で複数の電圧源を扱って、等価回路を解くときには障害になる。

子供たちが小さかった頃、実物の乾電池を2個正極性にし1個を逆極性にして、「電圧はいくらになる?」と問いかけた。

全員が「そんなことやっちゃいけないよ。答えは1.5Vと言いたいのだろうけど。」と口を揃えて答えた。

テスタで測れば、もちろん1.5Vになる。そのまま放置し電流を流しつずければもちろん液漏れを含む電池の損傷が生じ、電池動作する機器をも傷めることになる。

電子回路で使う電池マークは、理想化したDC電圧源の図記号だ。損傷することなく、他の回路に電流を供給することもできれば、他の電源から電流を受け取ることのできるDC電圧源で、その内部抵抗は考えない。DC電圧源のV-I特性を図に示せば、電圧軸に垂直な直線となる。そして、複数の電源を自由自在に接続することを許容する。もちろん、電圧源同士を直接、並列に接続することは許されない。

実物の電池マークと、電子回路で考えるDC電圧源とはその意味で大きく異なる。そして小学生の時の記憶が、電子回路における複数のDC電源を含む回路のの理解の妨げになっているケースにも少なからずアナログエンジニアはであっている。

先の電池の使い方は生活の知恵としては必須であるが、抽象化された電子回路のDC電圧源の概念とは異なる。そこが、電子回路の出発点でもあり、そのことを教える時には強調したいところでもある。

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2012年2月18日 (土)

3本の木

今、庭ではチェーンソウの音が鳴り響いている。自宅を新築した時に植えた3本の木、子供の数と同じ。木登りで遊べるように植えた椎の木と玉椿その他で、35年経過した今、大きいものは40cmくらいの直径になっている。

剪定を続けて、このサイズだから、すごく成長の早い木なのだ。本来なら一般家庭に植える樹種ではなく、公園などに植えられる木だ。

最近になって、木が傷み、ぐらついている木もある。一番大きな木は、太い枝の内部が虫に食われて傷んでいる。1本の木は、傾き具合から考えると、近い将来、道路側に倒れる恐れがある。

もう、木のぼり用の木はいらない。傷ついた木を思い切って処分することにした。それが、今日なのだ。

アナログエンジニアは、思い出の木に、今日別れを告げる。

もちろん、胸の辺りで20cmを超える木があるので、素人が処理できるサイズではない。職人さんの作業が進行中。

自宅の西側にある木なので、これらの木が消えると視野が大きく広がる。

木の有った場所は、東西に開けており、低い角度まで空が見渡せる。真北も地域の緯度よりは開けている。南は30度前後の視界。

最近になって復活させた、夜空観望&天体写真も十分暗くはないが可能なスペースが空く。

赤道儀の極軸望遠鏡を使って、赤道儀のより正確な設置も可能だろう。

震災以来、わが家の、内外は大きく変わりつつある。

私は基本的にはアナログシニアではあるが、活動的なデジタルシニアにもなりつつある。

相対的に、物の価値が安くなった今、買いたい機材の調達をもくろんでいる。

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2012年2月17日 (金)

アンチブレーキロックシステム ABS

アンチブレーキロックシステム:ABS。車のメーカーにより名称は異なるだろうが、急ブレーキを掛けたときに、タイヤと地面のすべりの滑りを検出して、最短距離で車を停止させる目的のブレーキ制御システムである。

静摩擦係数は一般に動摩擦係数より大きい。したがって、車が滑る直前の力でタイヤを回しながら制動を掛れば、タイヤが路面に対し滑っている状態よりも短い距離で停止できる可能性が高い。しかも、車の方向制御はその間も可能である。

アナログエンジニアの今の車はABS装着車である。6年間で一度だけABSが作動する急ブレーキをかけたことがある。ガ、ガ、ガと振動しながら綺麗に制動でき、余裕をを持って、急に飛び出した障害物の手前で停止できた。その間、操舵もできた。

これがABS装着車の威力だ。

それ以前は、非ABS装着車で40年運転していて、2回ほどフルブレーキを掛けたことがある。1回は操舵不能になり、車はスピンして、半回転以上回転し反対車線(右側)で停止した。素人ではABSと同様の効果を持つポンピングブレーキを掛ける技術はない。よくて、フルブレーキを掛けられるだけだ。

ABSシステムを動作させるには、車のタイヤの滑りを検出しなければならない。タイヤに直接センサを取り付けることは困難だから、ふつうは、対路面速度と、タイヤの駆動軸の回転数から求めた、タイヤの周速の差から測定するのだろう。

車は移動体であるから、対路面速度を非接触で測定することになる。路面に超音波か光線を照射して、その戻りの音波あるいは光のパターンから間接測定していると思われるが私はその計測システムの詳細に触れたことはない。

ふつうの運転をしていれば、ABSが年に何回も働くことはあり得ない。そして、いざというときには作動しなければ価値のない装置でもある。しかも、その間は保守・チェックされない機器である。高い信頼性は必要なシステムだ。

今日は積雪がある。ここ1週間くらいは場所により路面が凍結している場所がある筈だから、安全運転に徹しようと思う。

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2012年2月16日 (木)

著者校正

昨日の夕方に、出版社から最終著者校正用のゲラが届いた。幸い、今日はフリーな時間が取れるので、まる一日、校正作業が出来るだろう。

本文は約240ページ。アナログ回路の単独著なので、一人作業での校正。この春、世に出る筈だ。

初校での修正箇所を昨晩抜き取り方式でチェックしてみたが、意図する通りに訂正されている。指示した修正箇所にはチェックマークも付けられている。

頁Noは既に付いている。最終著者校正では、行の増減を伴う変更はできないが、その必要もないだろう。

奥付にはISBNコードも既に割り振られている。

技術書では、一番勉強する読者は著者自身でもある。アナログエンジニアは少なくとも自分がしっかりと流れに沿ってすぐ理解できることが、本の著作ではもっとも大切な事の一つだと思っている。

そして、プログラミングをするように、記述の流れを構成する。

図表込みで、20万字程度の情報量だ。

最後の著者校正、今度で9回目の作業。自分のミスし易い箇所、編集者の見落としやすい箇所、製版屋さんの間違いやす箇所はもう判っているので、後は著者校正らしく、参照箇所などの丁寧にチェックして行くだけだ。

最終著者校正が終われば、著作は自分の手を離れる。

今度の本は、自分も頻繁に使うことになるだろう。

本のカバーのデザインは当然、著者には知らされないが、こんなデザインはご勘弁をと言う程度は伝えてある。

さあ、最後の仕上げに取り掛かるぞ!!!

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2012年2月15日 (水)

SPICEのマクロモデル

回路シミュレータSPICEのマクロモデルは細心の注意を払ってアナログエンジニアは使っている。マクロモデルは集積回路の一部の機能を、トランジスタや数式を組み合わせたものだから、通常の使い方以外の要素が表現されていない場合が多い。

例えば、オペアンプのマクロモデル:

オフセット電圧やオフセット電流は大抵、典型値typ.で表現されている。したがって、複数個の同種オペアンプを使った回路では、誤差が相殺される場合もある。

電源除去比PSRRはまずマクロモデルでは表現されていない。したがって、電源から入ってくるノイズの評価には使えない。

出力電圧範囲も、(電源電圧)引く(一定値)で計算されている場合が多く、しかも、正側と負側の出力電圧範囲が同じ(実際には、内部回路の関係で異なる)。

この場合は、オペアンプを飽和させて使うヒステリシスコンパレータの2つの閾値の計算結果が少し現実と異なってくる。

温度特性は当然、考慮されない。内部のノイズはまず表現されていなし。

汎用オペアンプの出力制限電流の値も結構現実に合わないこともある。

個別部品で組むアナログ回路では、常には自分の欲する素子のSPICEパラメータは手に入るとは限らない。むしろ、手に入らないと考えるべきだろう。

必要に応じて、試験回路を組み、そのシミュレーション結果とデーターシートとを照合する程度の事が出来ないと、個別部品で組む回路の信ぴょう性に不確実さがつきまとう。

試験回路をシミュレータ上で組みテストする技術は、回路設計技術そのものである。

とくに素子の2次的特性がどのような形で観測されるのかの知識が必要になる。回路設計の良否は、半導体デバイスの2次的特性の把握の程度でほぼ決定される。

理想で無いデバイスを扱うことは、実用回路シミュレーションの第一歩である。

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2012年2月14日 (火)

熱電対温度計

昨日の午後早い時間帯にツィッター上でリンクされていたサイトで、福島第一原発の温度上昇のデータログを見た。

一時間毎のデータをみると、緩やかに炉内温度が報道されているように、次第に上昇しているが、一秒毎の記録データは工業用の温度計としてはかなり大きい(数℃程度)のふらつきがあり、しかも、15℃幅を超えるスパイク状の波形も認められる。

工業用では、温度測定には熱電対が多く使われる。水の測定なら、おそらくはステンレス製の鞘管に収納されて水に接する。したがって、熱時定数は大きく、秒程度のオーダーでは揺らぐことは考えにくい。熱電対の原理から、その構成材料成分が変化しても短周期でふらつく事はないだろう。考えられる原因は、熱電対から制御室まで張られている伝送路の不具合か、そのアンプである変換器の故障が有力である。

3っつのセンサに付与されたID No.は最後の一数字を以外は同一であった。このことは、測定箇所がほぼ同じところを測定し、多重化しているので、その温度がプラント運転の重要情報であることを意味する。

工業用の温度計測では、センサである熱電対や測温抵抗体は互換性があるので、校正できなくとも変換器を交換すれば、そこそこの確からしさで温度測定できる。変換器はセンサから離れた場所に設置できるので、変換器の交換は無理でない筈だし、ふつうは予備の変換器を保有しているものだとアナログエンジニアは理解している。

このような現象が継続して1台だけの温度計測値が異常であれば、まず変換器の交換をするのが普通の計測屋のやり方と私は思っている。そして残る2台のデータを採用しながら異常を示した温度計の復旧を試みる。しかし、交換するために多少の時間がかかるが、チャートにはそれらしい不連続な時間帯は見当たらない。

夜のTVのニュース番組では、熱電対の2つの材質が定性的に示されていた。銅-コンスタンタンの成分だから、JISのT熱電対だろう。

そして、出てきた専門家は明らかに計測のプロではない、原子力プラントの先生である。プラントの全体は知っているだろうが、センサまでは熟知していないだろう。ミスキャストだ。

ニュースに出てくる科学・技術担当の不勉強を感じるとともに、プラントの計装技術の低下を感じさせる内容であった。

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2012年2月13日 (月)

オシログラム

オシログラムはオシロスコープで記録した電子回路の波形図を指す言葉だが、デジタル時代になって以来、記録して(解析しないで)終わってしまうケースが多く見受けられる。

インスタントフィルムで撮影していた時代では、フィルム代が相対的に高価だったので、オシロスコープで観測した波形を、手書きスケッチすることが多かった。

一見、時間の無駄に見える波形のスケッチは、波形を計測するエンジニアが波形を詳細に観察し、その特徴点を定量的に把握するために必要な時間でもあるのだ。

例えば、スイッチング波形:周期、オン時間、オフ時間の数値を波形図に添えて書く。

そしてSWの際に生じるスパイク波形の出る位置の記録、オン時のベースラインのわずかな傾き、前縁、後縁にでる有限の時間、波形の最初と最後に出る事のある振動波形、必要があれば、時間軸を拡大しリンギングの周期、減衰の模様などを書き込む。

いまは、そのような波形の特徴点を調べることなく、記録媒体に残してそのままとなるケースがほとんどである。

波形のスケッチ力は、観察者の技術力の賜物である。

アナログエンジニアは、単に、アナログオシロへのノスタルジーを語るつもりはない。

きちんとした訓練を自己に施さなければ、見えない世界が多くある。

伊達に、アナログオシロそれも高速ではない安価なオシロを使っている訳ではない。

20MHz程度のオシロスコープは帯域が狭いだけに、ノイズレベルが低いのだ。そして、DCレベルのシフト機能を使えば画面の1/1000は楽に分解できる。デジタルは、サンプリング周波数が高くいのでS/N比が悪い。ほとんどの場合、振幅方向の有効画素は256しかない。しかも、±1ドットは常時、ふらついているので、画面縦軸の1/100のノイズを判定できない。

サンプリング周波数以上の周波数成分が含まれていると、サンプリング周波数と信号の高周波成分が低域側に折り返されてくる。例えば、スパイクの高さが周期的に変動する場合、デジタルでは本当に生じているかどうかの判定は難しい。

アナログオシロではトリガが安定にかからず、多重書きの状態になることもあるが、これは欠点ではない。その現象が観測されれば、トリガレベルにした電圧が不規則に変動している場合もある。

いまはほとんど見かけることのないストレージオシロ、これも基本的にアナログオシロスコープで単発現象を観測するに適した機材である。

精密にアナログ回路波形を観測するには、まだまだデジタルオシロは不十分な性能しかない。性能がでる必然性は何もない。

アナログオシログラムをデジカメで電子データと残せる今は特にそうだ。

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2012年2月12日 (日)

スイッチング&インバータ

スイッチング回路は、オン状態では低い電圧で大きい電流を流し、オフ状態では高い電圧と低い電流値を期待する回路である。

バイポーラトランジスタでは、必然的にエミッタ接地回路形式となる。ベース接地回路は制御電圧より高い電圧を扱えるが、電流増幅率は1、コレクタ接地回路(エミッタフォロワ)は、電流増幅率は大きいが、電圧増幅率は1弱。

したがって、制御電圧より大きい電圧が扱えて、電流増幅率が大きい回路形式:エミッタ接地増幅回路であり、必然的に反転増幅器:インバータになる。うまく使えば、増幅器として機能するが、スイッチング用途では、リニア動作時間をできるだけ少なくし、オン、オフの状態を素早く切り替える。

多くの場合、負荷は相対的に大きな電力を消費するので、制御電圧がアクティブのときオン状態になり、制御電圧または電流がないときにはオフを保つノーマリ・オフのデバイスでないと、主電源より先に制御電源が入り、主電源オフ後まで制御電源を維持することが必要である。ノーマリ・オンのデバイスを使って電力制御を行うことは、安全性工学的に難しいし、その必然性はない。

静電誘導型トランジスタは、ノーマリ・オンの素子しか作れなかったので、今は存在しないと言ってよいだろう。

サイリスタなどは、制御電圧でトリガを掛けると、ターンオフを自力ではできない保持作用があるので、主回路側でオフさせなければならない。

原子炉は、制御棒がなければノーマリ・オンのシステムである。一度オンになれば、オフした後も電力に数か月にわたり、熱除去が出来なければ制御できない。ノーマリ・オンのパワーシステムには本質安全(intrinsic safty)性はない。

しかし、小電力回路や、システムの起動装置ではノーマリ・オンの素子も重要な役割を果たす。J-FETはその典型例である。

MOS-FETは、現在の技術で、ノーマリ・オンの素子も、ノーマリ・オフの素子も作れるはずである。事実、0V付近の制御電圧で動作し始めるリニア増幅用パワーMOS-FETもずっと前から存在した。

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2012年2月11日 (土)

日本語の文章

日本語は、曖昧にも、正確にも書ける。

主語を省略することが多いので、主語を強く要求する英語などに訳する時には、そこをまず明確にしなけらばならない。日本の一般的な文章や話言葉では、主語を省略しても、その場の雰囲気で、主語を判別し易いからである。

その他、形容詞や副詞のかかり受けも、少し複雑な構文だと曖昧なままで不自然さを感じないのも日本語の特徴か。

アナログエンジニアは曖昧な文章も紛れの少ない文章も短時間で書くことが出来る。

しかし、技術・学術では、明解な紛れのない日本語の文章が必要だ。そして、したがって、しかし、などの接続詞は必ずしも必要は無いと思う。

文章が比較的短く、論理が明快であれば、少ない接続詞で正確に意図は伝わる。

曖昧にしたければ、だらだらと、主語がなく、かかり受けの明白でない、一文が長い文章を書けばよいのである。

口で言うのは簡単だが、実践するとなるとそれなりの訓練が必要でもある。

会話を録音して聞いてみれば、その曖昧さは良く判る。

そして、親しい間柄でも、文意、あるいは話す言葉を正確にして会話している訳ではないのだ。

曖昧な文章は、自分の理解できる文法の違う言語にどの程度自動翻訳できるかで、かなり判別がつく。

そんな曖昧な文章、会話が成立しやすいのは、他言語を使う機会の少ない日本の国の特徴だったかも知れない。これからの国際化時代、明解に話す訓練がまず必要になるだろう。

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2012年2月10日 (金)

コンパクトデジカメ

購入してから、数年経過した私のデジカメ、昨年から種々の機能を引き出せるようになった。

コンパクトデジカメだが、意外に多くの機能がある。

最初はただデフォルトの設定で使っていたが、近接撮影(マクロ機能)を使うようになった。

次の段階では、ISO感度を変えて撮影することを覚えた。

はるか昔に貰った学生用顕微鏡を用いた光学顕微鏡写真も×600倍まで意味のある写真を撮影できるようになった。方法は、接眼レンズをカメラで覗くコリメート撮影で、ピントがオートフォーカスなので、目で見てピントが合わせればそこそこの写真が撮れる。

アナログエンジニアは、最近では、超望遠撮影(35mmフィルム換算で~f=3000mm)も同じ手法で撮影している。①一番先に撮影に使った望遠鏡はN社のEDレンズを使ったアポクロマート:口径60mmのフィールドスコープでの撮影。このスコープは口径に対応する理論分解能付近までの性能(100m先のM3ねじ頭が+、-、六角かを判別できる程度)があり、広角視野(70°位)のもので、普段、私はおもにアーチェリーの矢の着弾確認用(70-90m)に使っている。私の普段の用途からすると、必要・十二分の性能をもつ。ただし、値段も性能も高い。

②別のV社でのフィールドスコープでも、同じ対象物を撮影している。レンズ口径50mm、アクロマートの中級品。理論分解能までは出ていないが、十分な解像度を持つとともに、コンパクト・軽量なので、使いやすい。付属の布製のハンドホルダーを使うと、手持ちでも25倍の倍率が使える。

③小学生高学年向けのO社製の組み立て式50mm天体望遠鏡はかなり解像度が劣る。よく見ると、2枚合わせレンズ(曲率から、フラウンホファー型のアポクロマート)だが、合わせ面に干渉縞が見える。反射防止コーティングもない。

④家電量販店で衝動買いした3脚付きで数1000¥の天体望遠鏡、アクロマート50mm、f=360mm、これは②より劣るがそこそこの解像度。アイピースがチャチなので、手持ちの良品のものを使用した。M社製。少しピント合わせ機構にガタがあるが、案内望遠鏡には使えるし、月のクレータなどを小学生に見せる分には使える感じ。

①~④まで、ほぼ同じ口径の望遠鏡で価格が20倍以上違うものを比較をしたことになる。

コンパクトデジカメで写真にして、比較してみると違いが良く判る。

違いが判れば、上級品を使う意味がある、それが工学の一つのポリシーであろう。

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2012年2月 9日 (木)

回路シミュレータ考

アナログエンジニアは普段はプロ用の回路シミュレータSPICEを使っているが、最近、無料かつ回路規模無制限のSPICEを試している。

基本的な使い方は同じであるが、回路図入力のやり方、表示方法の違いなど、マンマシンインターフェースの部分で異なっている。

しかし、教育用としては、十分役に立つレベルの性能を持つものと考える。まだ、その無料のSPICEのフル機能は総て試している訳ではないが・・・。

このような回路シミュレータが無料で使える時代となっている現在、電子回路教育の体系のあり方、教え方は変わらざるを得ないのではないか。

回路シミュレータは、回路構成の選択や回路定数の決定は基本的にしてくれないので、いかにして、設計に必要な知識と技量を教授するかが問われるのである。

回路シミュレータの素子モデルは、基本的に集積回路対応のモデルなので、旧来のhパラメータではなく、ダイオード・トランジスタのモデルは、最初から、少なくとも、pn接合の順方向特性(Vj-Ij)をIj=Is*{exp(Vj/(m*VT)-1}   Ij:接合電流  Is:飽和電流、 Vj:順電圧 m:エミッション係数  VT:熱電圧=kT/q   k:ボルツマン定数  T:絶対温度 q:素電荷 の式を早い時期に導入した方が良いと考える。

多くの電子回路の大学教科書は、東大および東工大の某有名教授らが、真空管からトランジスタへの過渡期に執筆した本の説明の流れに沿って書かれているが、これでは、現在のアナログ回路で使う設計手法とはかけ離れているし、題材もIC化が進んだ現在にそぐわないものも多く含まれる。

日本だけではないと思うが、実務者が経験を元にして書いた電子回路教科書を使うのも一つの手段かもしれない。

解析ツールは多くある。

その時代、時代に必要な工学的技量はあまり変わっていない。手解析に基づく回路動作の把握力、計測器の使い方、そして、考える出発点となる回路構成の基本的ライブラリを自分のものにすることが重要である。回路設計段階では、見落としが必ずと言ってよいほど発生する。それを自力で判断し、回路構成や、定数を変更する能力が重要である。

「温故知新」:今辿りえる古い時代の回路は、その時代における部品の制約下で、精一杯の工夫が織り込まれた回路設計となっている。その技量のレベルは今も昔もほとんど変わっていない。

電子回路教育の体系は変わらなければならない。それは教授者が本当の実務の回路設計に習熟している必要があると私は考える。

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2012年2月 8日 (水)

破断面観察

Img_0168 フラクトグラフィー(fractgraphy)は主に破面観察による破壊の状況を知る工学分野であるが、電子回路やセンサなどにおいても、無関係ではない。

御巣鷹山に墜落した日航機の圧力隔壁の疲労破壊の解析(1985)は米国主導で行われたと聞くが、日本でも既に1970頃にはこの破断面観察による材料破壊の履歴を知る手法は知られていた。

その後、FBR:もんじゅのNa漏えい事故の原因であるカルマン渦による加振と共振それに構造的弱点をもつ温度計の複合要因によって生じた疲労破壊などがとくに有名である。

アナログエンジニアとて、フラクトグラフィーと無縁ではない。

形あるもの、壊れた時に必ず痕跡が残る。それを観察し解析すれば、新たな知見が生まれる。

電子部品で異種材料を接合する層の破壊が進行すれば、電気的特性に影響するのだ。

例えば、昔は、パワートランジスタは有寿命品とみなされていた。知る人ぞ知る。

熱サイクルにより、Siチップと台座の破壊が進行し、熱抵抗が増大、最後にはトランジスタの永久故障に繋がっていたのである。

私は、その詳しい見方は良くは判らないが、ストライエーション、シェブロンパターン、ディンプルなどの概念は一応理解しているつもりだ。少なくとも、破壊現状を保存して専門家に解析を依頼するまではできるだろう。

私は、もろい材質のプラスティックで、疲労破壊の破断面を見たことがある。数年にわたり、さまざまな力がかかり、あるときは大きく、あるときは細かい模様が無数に残っていた。光学顕微鏡で見えるレベルのパターンである。そう信じている。

異分野と思われる世界でも、工学は網目のように相互に関連している。無知は信頼性にを低下させる。アナログエンジニアは、それ故に機械工学にも関心がある。

写真は「破断面の見方」、吉田亨著、日刊工業新聞社、(2005)である。

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2012年2月 7日 (火)

オペアンプのバイアス電流

オペアンプのバイアス電流の効果は、電子回路を学び始めてから早い時期に導入して説明しておく必要がある。理想オペアンプでは各部の抵抗の比は決まるが、それらの抵抗の具体的に決まらないからである。

オペアンプのバイアス電流IBは、オペアンプの入力段のトランジスタに流入あるいは流出する電流のことである。オペアンプの入力段の中身は差動増幅器であるが、それらの入力段には、小さいが有限の電流を必要とする。

オペアンプのバイアス電流IBの具体的な値は、バイポーラトランジスタ入力段を持つ品種の汎用品で、100nAのオーダーである。J-FET入力の汎用オペアンプ、秋葉原などで入手できるLF356などの品種では、バイアス電流IBの値はpAのオーダーである。

アナログエンジニアは、バイアス電流IBの効果を教授する時、多く、反転増幅器を題材にする。

反転増幅器を信号源VIとー入力端子に抵抗R1を接続、オペアンプの出力端子とR1の他端に帰還抵抗R2を接続する。その接続点aからオペアンプの-入力端子に流入する電流をIBとし、+入力端子は基準電位GNDに直接接続した形が、説明する上でもっとも簡単な構成であろう。他の要因は総て理想的なものと仮定し、仮想短絡が成立するとして以下のにように、IBを考慮した反転増幅器の特性を求める。

R1にかかる電圧はVIだから、R1に流れる電流Iは

I=VI/R1 である。この電流Iは、a点で分流し、IB分だけオペアンプの-入力端子に分流されて、キルヒホッフの電流則により、R2に流れる電流Ixは、 Ix=I-IBとなる。したがって、R2にかかる電圧は、オペアンプの出力電圧をVO(基準電位は0V:GND)とすれば、向きに注意して、オームの法則により、(0-VO)=(I-IB)*R2である。

したがって、-VO=(I-IB)*R2=(VI/R1-IB)*R2、

VO=-(VI*R2/R1-R2*IB)=-R2/R1*(VI-R1*IB)となる。

上式の意味は、入力電圧換算で、バイアス電流IBは、IB*R1の形で効いてくることが判る。

この事を知って、初めて、データーシートの、入力バイアス電流の意味を定量的に理解してオペアンプの選択の指針が出来る。

この説明法、アナログエンジニアが種々のモデルで、IBを手計算で解析して得た説明法である。

私が初心者であった頃も、現在も、この辺をきちんと解説してある文献、邦書はあまりにも少ない。私は、当時は相対的に高価であった、洋書をヒントにして自分の説明方法に至った。もちろん、自著の初心者向けの本ではこの方法+αを使って、説明することにしている。

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2012年2月 6日 (月)

オペアンプの仮想短絡

オペアンプの仮想短絡(imaginary short)の考え方は、オペアンプの裸電圧増幅率(open loop gain)が設計利得βに比べ十分大きく、かつ、負帰還を掛けたとき、オペアンプの±入力端子間電圧を0にするよう、その出力を制御することにある。

アナログエンジニアは、オペアンプの2次的特性のうち、バイアス電流を考慮した検討を行う際にも仮想短絡の概念を使う。

仮想短絡の考え方は、多くは、オペアンプ回路の入出力関係を簡易的に求めるために用いるのだが、その前提が成立する範囲で種々の活用法がある。

オペアンプの基本性質を用いた解析では、理想的オペアンプ(入力電流=0、利得=∞、オフセット電圧=0)とセットで論じられる事が多いが、上述の前提が成立すれば、使えるのである。

なにがともあれ、仮想短絡の概念を使えば、解くべき連立方程式の規模が小さくなるので初めて見る回路形式の特性の1次的な解析に適する。

仮想短絡:短絡と言えば接地=GNDのイメージが強いが、正確には利得が十分あるとの前提で、オペアンプの±入力端子が0Vとなるように、オペアンプの出力が制御され、しかも、制御安定性が確保されていれば良いのだ。

仮想短絡、オペアンプ回路の入り口ではあるが、プロも使える大切な手法であり、計算時間の短縮と見通しの良い入出力関係の期待する関数系の把握に便利な手法である。

残念ながら、先に述べたように、他の性質とセットで記述・説明がなされることが多いので、その有用性が、初心者向けの概念に限定されることが多い。

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2012年2月 4日 (土)

電子回路の虚数単位

電気・電子分野では、虚数単位に”j”の文字を使う慣例である。当然j^2=-1.。”i”の文字は、電流を示す記号に良く使うので、iの文字の代わりにjを使うのである。

アナログエンジニアはもちろん電子回路をやるので、大学卒業以来、虚数単位にj以外はまず使わない。

洋書でも同じ。定義抜きで、電気・電子分野の人は”j”を虚数単位を表わす文字として使用する。こんなこと、分野違いの人や、初めて電気・電子をやる新人には判らない。

しかも、角周波数ωとともに使うので、ジェーオメガ=jωの形が身に染みついている。

例えば、コイルLの正弦波に対するインピーダンスはjωL、コンデンサなら、1/(jωC)=-j/(ωC)となる。

この虚数計算、実は、正弦波交流に対する微分方程式の定常解を求めているのであって、ヘビサイドの演算子法による回路解析が起源と聞いている。後に、複素関数論の裏付けをもつ、ラプラス変換で数学的にも妥当な解法として認知されるようになった。

その後だと思うが、ミクシンスキーの畳み込み積分により演算子法で、別の形で裏付けされた筈である。こちらの方は、インパルス応答の重ね合わせに近い。

そして、複素数jωの計算に慣れてくると、入出力関係の位相角が、何を基準にして遅れているか、進んでいるか、意識するようになる。基準位相が異なれば、進相コンデンサと言う名が、何に対して進んでいるのかも判る。

しかし、この辺をきちんと説明されることはかなり少ないのだ。そのことは、電気・電子分野を学ぶ上で障害にもなりえるのだ。

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2012年2月 3日 (金)

半導体チップを見る

Img_0167写真は、マイコンチップをあしらったネクタイピン。黒い部分は室温付近で色が変わる液晶だったが今では劣化して黒のまま。

メモリ部分は日光で虹のように輝く。半導体プロセスのルールが可視光時代の思い出の品。今でもたまに回路関係の方と会うときには使っている。読者のなかには、このタイピンがどのようなものか判る方がいるかもしれない。

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半導体チップのパッケージは今ではほとんどプラスティックパッケージでとなっている。以前は、メタルキャンのハーメティックシール品、その後はセラミックパッケージ封止の半導体も出た。

メタルキャンやセラミック封止の半導体は、鋸の目立てやすりやニッパーなどで強引に開封し、半導体チップを観察できた。

特に、トランジスタチップはパターンが大きく、チップサイズも適当なので、個人でもルーペなどで観察出来た。そして、パワートランジスタなどでは、王形のパターンを見て、これがベース領域か、エミッタ領域か、コレクタの引き出しはここか、など想像し、半導体プロセスの一端を垣間見ることが出来た。

今では、ジャンク品以外には、簡単に開封出来て、チップパターンを見ることが出来るものは一般の方では入手できない。入手できたとしても、デジタルICなどは微細化が進み、ルーペ程度ではパターンは見えない。

開封出来ても、パターンの大きさが可視光よりも小さいので、規則正しいメモリなどでも、美しく輝くことはない。

アナログエンジニアは、デジタルICの設計ルールが可視光程度の大きさであった頃、とある半導体工場を見学し、本物のマイコンチップをあしらったタイピンを貰ったことがあり、大切に保存している。

このような実物の半導体を見ることのできる時代に育った私は、技術屋として幸せだったのかもしれない。若い回路エンジニアの方は、もう個人レベルではこのような機会はほとんどないだろう。

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2012年2月 2日 (木)

正確な技術会話

正確に技術的会話あるいはプレゼンテーションをするには、それなりの訓練が要る。

もっとも現実的な訓練手段は、手書きで字数制限&時間制限を設けて、起承転結を付けた文章を書くことだ。

近年はワープロの発達により、多くの文章が次の手段で作られているのではないか。

まず、自分の持っている素材を順不同でワープロで書きこむ。次にカット&ペーストで体裁を整える。その後、字数制限を気にしながら清書するというのが多くのパタンである。

これでは、論理的に筋の通った文章、会話にはならない。

そこに時間制限を付けると、多くの人はまず、まともな文章を書けない。論旨に必要な条件も欠落する。

最初の訓練法は、例えばA4 1頁の文章をてにをはと誤字脱字以外の修正は行わないで書ききることがその一つである。

この手の訓練は自分で、独力でできる。最初は大変だが、書く前のわづかに許された時間で論旨を実時間でまとめ上げる能力が半年くらいで付く。

アナログエンジニアは昔の技術士試験を受けるときに、この訓練を行った。当時は、図も含めて13000字をテーマごとに決められた字数で6時間で回答しなければならなかった。この分量、5分考えて、論旨の起承転結を付け、一気に書き上げなければまともな文章を書けない。そして30分の時間の残る5分は誤字、接続詞の点検に使うのだ。

この状況では、自分の思考過程がそのまま出る。実時間の技術コンサルテーションあるいはプレゼンテーションの質疑の能力と同質の能力だ。

今の若者も含めて、多くの研究者、技術者はこの技量を数得していないだろう。

これでは、長文の技術内容を破綻なく纏めることはおそらくできないであろう。

PCの発達により、そこそこの文章は書けるあろうが、首尾一貫した文章にはなりえない。

道具の進歩のを利用する以前の自己訓練の問題である。PCは便利だが、ない能力をお補うツールではないだろう。

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2012年2月 1日 (水)

豊かな社会

「ゆたかな社会」の事を思い出した。この本は、1960年に邦訳されたものを読んだ記憶がある。J.K.Galbraith。現在も岩波文庫版で手に入る筈。アナログエンジニアは、人の数だけ、各人が思い描く豊かな社会があると思っている。

いまは、2世代位前のスーパーコンピュータ並みのPCが机の前に存在する時代だ。

私の机には、それぞれ円周率104万桁を17秒で計算できるPCが存在する。

こんなに数値計算コストが下がった時代は、かって存在しなかった。使い方の基礎とモデルの限界をわきまえているならば、豊かな技術世界の時代である。部品のデーターシートもインターネットを経由すれば、簡単に手に入る。情報をより分けられる判断力と、系統だった知識、そして、その知見を元にして自分が見た現実の課題とを照査すれば、短期間で多くの技術的課題に対処する技量を取得することが出来る。

それを可能にするには、良い本による系統だった勉強と、それを読むに必要な最低限の理科と数学の能力だろう。高校数学と物理・化学などを取得しているなら、次第に専門書を素早く読めるようになる。

よきアナログエンジニアになるには、早い時期に、良い本で徹底的に基本となる技術・手法を学ぶべきだろう。アナログ回路の実務ではhFE以外のhパラメータはまず使わない。しかし、今も多くの大学の電子回路では、hパラメータを使った4端子網による解法を教える場合が多い。しかし、トランジスタのデーターシートには極一部の例外を除いてはhパラメータのデータは記載されていない。hパラメータを使うなら自分でデーターシートからパラメータ値を計算する能力が必要だが、その計算法は稀にしか記載されていない。

実務でのトランジスタは、大振幅動作を考慮するので、多くの場合、hパラメータでは電流依存性が高いので、もっと簡単に広い範囲で成立するモデルを使うのだ。

また、エミッタフォロワはまともなhパラメータ解析が困難である。

いつも疑問に思うhパラメータ。

より高周波、小振幅ではSパラメータ解析が行われる。

学者の書いた、それもかっての大御所2人の流れをくむ書籍には、知恵がないと思う。

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