AC信号の測定
   直流信号または直流電圧はその時点の電圧を測定し電圧とします。しかし、交流の場合は電圧が変化します。そのため、交流信号の大きさを示すための代表値が必要になります。テスタやディジタル・マルチメータなどで表示されるACレンジで表示される値は、「実効値」またはRMS（root mean square value）呼ばれる値です。この値は信号の各瞬間ごとの値を二乗してその平均値を求め、その平均値をルートで開いた値となります。

　正弦波の場合Vを中心にプラス側、マイナス側同じ波形が繰り返されるので単純に平均値を取ると0になります。実効値はプラス側、マイナス側の0Vからの波形のピークの値をVpとすると、
　　　　実効値＝Vp/√2＝0.707×Vp
となります。マイクロホンからの音声信号は複雑な波形をしています。その大きさの代表値はテスタやディジタル・マルチメータの測定値とは必ずしも一致しません。そのため、アンプの増幅率などを測定するためには、普通は正弦波信号を加え測定します。
　前回までの正弦波回路からの信号を利用してOPアンプを利用した増幅回路の増幅率を確認し、その増幅器でマイクロホンから信号を増幅してみます。

シガー・ソケットからの電源
　今まで、使用していたUSBソケットつきの携帯電話充電器（シガー・ソケット・タイプ）のケーブルが断線し、出力を長時間ショートさせてレギュレータICが壊れてしまいました。代わりになるものとして、安価で、USB端子付きのシガー・ソケット用携帯電話充電器を探しました。

　auの物はあるのですが、利用している携帯電話はソフトバンクで第３世代でないため見つかりませんでした。auのものを購入し、携帯電話の充電用ソケット部分をケーブルも含めて交換することにしました。

レギュレータはスイッチング・レギュレータ
　今回購入したオスマ社のDCU-02の基板を次に示します。LEDの表示窓を外すと二つに分解できます。差込口の部分に少し接着剤で接着してあります。少し強く開くと剥がれます。爪がついていますので、再度組み立てるとき爪がかみ合い元の状態に戻ります。心配なら、接着剤を少しつけておくと元通りになります。いろいろテストするので簡単にばらせるように接着剤を使用していませんが、問題は起きていません。

トマトの種に根が出てきました
　2月27日に水につけたトマトの種から根が出てきました。2週間くらいかかりましたが、3/13日に次に示すように根が出てきました

　バットの上に、ペーパ・タオルを敷き、種を載せ水を浸してあります。写真は青い皿の上に載せて撮りました。もう少しすると双葉が出てきます。

マイクの出力を増幅
　コンデンサ・マイクの出力を、次のOPアンプ（LM358）の反転増幅回路で増幅します。

リニアテクノロジー社のOPアンプのモデルのほか汎用のモデルも用意
　　LTSPICEのOPアンプのライブラリには、リニアテクノロジー社のOPアンプのモデルが備わっています。したがって、リニアテクノロジー社のOPアンプを使用する場合は実際のモデルが利用できます。その他に、他社のOPアンプであってもSPICEモデルが用意されていれば、それを取り込んで利用できる仕組みが用意されているので困りません。
　その他にも、ニーズに応じて必要なモデルを設定できるユニバーサル・オペアンプ・モデルが容易されています。必要とする任意の特性を設定して自由に回路の検討を行うこともできます。

　地デジが(ようやく)我が家にやって来たという連載をここから始めます。

■　アナログTV

　週末の電気店の折り込み広告を眺めるのが大好きです。この年度末の主力製品は各メーカ、各店共に"地デジ"TVらしく、紙面のメインを飾っています。しかも、最低でも32インチ以上です。すごいなあと思いつつ、1993年製の14インチ・アナログTVをがんばって使っています。

　さて、このアナログ放送ですが、2011年7月24日で地上デジタル放送、通称"地デジ"に完全移行し、アナログ波は停波となります。つまりもう見ることはできなくなります。
　そうはいってもまだ3年もあるので、もう少し、オンボロ14インチ・アナログTVにがんばってもらうつもりでいたのですが・・・

参考　全国地上デジタル放送推進協議会

■初期設定

　B-CASカードの挿入、アンテナの接続を済ませて、電源プラグをコンセントに差し込みます。わくわくしながら主電源スイッチを入れると初期設定画面が表示されます。

■チャンネル設定

　アナログ放送ではVHF/UHF帯に送信されている電波をアナログ・テレビで受信してもそれがどの放送局なのかは番組内容で判断するしか確定できません。筆者が子供の頃のテレビは「がっちゃん、がっちゃん」と元気な音を立てる"チャンネル"つまみだったので、つまみの位置でどのチャンネルなのかがすぐにわかりました。

　近年のテレビのほとんどが電子チューナー化されたために受像してもすぐには放送局がわかりません。

　地デジ放送では制御チャンネルにより、放送局データが送信されているために放送局をすぐに判別することができます。番組表データも送信されているために番組表から見たい番組を選ぶことも可能です。

　チャンネル設定も自動で行われます。

　電圧源はパルス電圧、正弦波、指数関数、時間・電圧のテーブル設定などが用意されています。通常必要となる基本的な信号源をこれで作成できます。

パルス出力
　パルスの出力については、次に示すパルスのパラメータを設定することができます。

■データ放送

　地デジ放送が従来のアナログ放送と大きく違う点の一つに、"データ放送"があります。

　従来の文字・字幕放送と違い、完全なディジタル・データを送信しています。各放送局単位で放送していて、番組情報・ニュース・天気予報などをメニューから選んで見ることができ、時間が経過すると自動更新されます。

整流回路について
　交流から直流を得るために整流回路が利用されます。拍手の信号の絶対値を増幅するに先立って、今回から数回に渡って整流回路について調べてみます。

ダイオードによる整流回路
　ダイオードは一方通行のデバイスで、反対方向には電流は流れません。交流信号をダイオードに加えるテストを行ってみます。まず回路シミュレータで動作を確認してみます。

半波整流回路
　ダイオード一つに正弦波を加えて、入力と出力の関係を調べてみます。

ビヘービア・モデルの設定
　LTSPICEには、パルスや正弦波や任意の出力を折れ線グラフで設定できるなどシミュレーションに必要な機能をもった電圧源のVoltage、Battery、電流源のCurrent Sourceが用意されています。その他に、BV（Arbitrary Behavioral voltage source）、BI(Arbitrary Behavioral current source)など、各種の関数などを組み合わせて多様なシミュレーションを行える信号源などが用意されています。
　今回このうちのBVを利用して、パルスと正弦波を組み合わせた信号を合成してみます。

　音声信号に反応するスイッチを考えているとき、信号検出回路のマイクからの入力信号シミュレートした時の組み合わせを想定しています。このBVで作成したマイク入力の擬似信号で、音声検出回路の検討を行います。

　増幅回路や、フィルタ回路などアナログ回路の信号源の基本となるのが正弦波です。この正弦波をVoltage、batteryのコンポーネントで作成する方法を説明します。

正弦波の設定
　Voltageのコンポーネントから正弦波を出力し、次に示すCR回路に正弦波を加えるテスト回路で正弦波の設定方法を説明します。

　今回は，ストロベリー・リナックスが販売する「10W＋10W　D級ステレオ・オーディオアンプキット [MAX9704] 」をケースに入れる工程です。前回の記事はこちらです。

　ケースは，タカチ製のHEN110 620Sを使いました。

　前回までで穴あけが終わりました。パネルを組み立ててから配線するスペースがないので，まず、リヤ・パネルに各配線をはんだ付けしました。

　純正の外部電源として、次に示す「カーアダプタ純正OType12V用」が用意されています。GPSmap60CSxの背面の丸い外部電源接続部とシガー・ソケットをこのケーブルで接続するだけで済みます。しかし、3990円を出して購入したのではせっかくの電子工作の機会を逃してしまいます。
　シガー・ソケット用のプラグにUSBケーブルを接続するアダプタを現在使用していますが、シフト・レバー近くで少し気になります。プラグからケーブルを引き出し途中に小さな箱を用意してその中にレギュレータとUSBのソケットを用意することにします。

■はじめに
　書籍「センサとデジカメで遊ぶ電子工作入門」では、万能基板を使って LED 点滅基板を作っていますが、はんだ付けは、まだちょっとハードルが高いなと思ってためらった方もいると思います。
　ここではブレッドボードを使って、はんだ付けなしで LED を点滅させてみます。ここで紹介する回路は、書籍の回路を若干アレンジしたものになっています。

　今回、OPアンプによる増幅回路のシミュレーションを行います。リニアテクノロジー社の実際のシミュレーション・モデルを利用してその特性を確認してみます。

LT1013
　単一電源の一般的な汎用OPアンプの例としてLT1013の、周波数特性、信号振幅の様子などを確認してみます。
　このOPアンプを用いて、10倍の反転増幅器を次のように回路図ウィンドウに作成しました。

一般的なOPアンプによる半波整流回路
　まず、OPアンプとダイオードを利用した整流回路の動作を確認します。
　OPアンプは実際にテストするLM358/NSのSPICEデータをナショナルセミコンダクター社のホームページからダウンロードしました。LTSPICEには汎用の小信号用のスイッチング・ダイオード1N4148のシミュレーション・データが用意されています。以前定番だった1S1588の代わりに、今ではこの1N4148を利用しています。

　制御回路は次に示すように少し大変ですが、ユニバーサル基板に組むこともできます。時定数用のC-Rは使用頻度が少なくなくても済ませるものは省略し、必要なら後で追加することもできます。

　最近、大容量のDC電源はスイッチング・レギュレータが普通になっていますが、AC100Vの商用電源をトランスで低電圧化して整流・平滑化する従来タイプの電源も、小容量の電源の場合は簡便に利用できるので、まだまだ利用価値があります。
　今回は、実験回路などで利用するDC電源の回路を考えます。AC電源100Vの電源からトランスで十数ボルトの低電圧AC電圧を取り出し、ダイオードを利用した整流回路、コンデンサによる平滑回路で実験用のDC電源を得る場合の各回路の動作状況を検討します。
　シミュレーションは、トランスの出力の低電圧のAC電源から始めます。AC電源はVoltageを正弦波出力に設定したものを用います。

　第2回目は、12cm角ファン、設定ソフト付き「エバーフラッシュ12025」の表示文字を変更してみます。

　表示文字は、パソコンで動く専用プログラムで作成します。作成した文字は、付属するUSB経由書込アダプタをファンに接続して、作成したメッセージを書き込みます。

パラメータを変化させてシミュレートしてみる
　半波整流回路にコンデンサを追加して、整流した電圧を平準化してみます。

　コンデンサは電荷をためることができます。大きく変化する整流出力を、コンデンサを追加してほぼ一定の直流電圧にすることができます。

出力にコンデンサのみ接続
　ダイオードからの整流された出力にコンデンサのみ接続されている場合、今回のシミュレーションではAC電源の内部抵抗を無視できるほど小さいとしています。そのため、内部抵抗は0として設定していません。

　最初に整流された出力でコンデンサが充電されると、負荷が接続されていないため、ほかに放電される回路がないので、出力は、ピーク電圧18Vで維持されます。

　何度かD級アンプを紹介しています。大阪でもD級アンプ基板キットが売られているというので入手し、作ってみました。今回紹介するD級アンプDAMP-3120は、共立エレショップ（デジット）で販売するD級アンプのうち、ワンチップでステレオ20W動作するものです。

　このアンプは共立エレショップ（デジット）ホームページのD級アンプキット一覧にあります。

　　20WステレオD級パワーアンプ・キット/DAMP-3120 の説明

　なお、共立エレショップで販売しているこのキットは通販でなく、秋葉原の若松通商で入手しました。

制御回路の電源を用意
　少し遅れていますが、水耕栽培でイチゴが育っています。エレキジャックNo.6の記事の中で青々としていたミニ白菜はもう食べてしまいました。
　上記の写真は、4月25日発売のエレキジャックNo.6の特設記事「春だ、水耕栽培を始めよう」で作った水耕栽培装置でイチゴを栽培している様子です。実もいくつかなっています。

　共立エレショップ（デジット）のD級アンプDAMP-3120レポート第2回目は、製作と波形観察です。

　商品説明書は、次のリンクから。
　20WステレオD級パワーアンプキット/DAMP-3120

　前回は、ブレッドボードに関して説明しました。

　引き続き、使用する工具の電子部品について説明します。

●用意する工具
　ニッパーと、ボリューム（半固定抵抗）を回すドライバ、マジックを用意します。ニッパーは電工用と呼ばれる大き目のものではなく､電子工作用のマイクロニッパーを用意してください。写真はエンジニア製の NS-04G です。