LPFを理解する

USB・DACやBluetoothReceiverのLPFについて、なんとなく理解できていなかったので、自分の理解を深めるために少し考えてみた。

■バランス回路のLPF
まず、バランス回路のLPFについて理解できていなかったので、これから始める。
TI社の以下の資料からバランス回路のLPFの部分の抜粋を示す。

　　　完全差動アンプ（Fully-Differential Amplifiers）　

バランス回路のLPF部分を抜粋

バランスの1次LPF(R0,C0で構成)のカットオフ特性はSEの特性と異なることに注意する。バランス入力部のLPFのコンデンサの容量は半分でシングルエンド入力のコンデンサ容量と等価となる。(TIの図面の右側にその様子が破線で記載してある。実にわかりやすい。仮想のGNDを置くと考えてC0を2つのコンデンサに分割すると、2倍容量のものが直列で等価となるらしい。私の直感とは差がある。驚き。）

■フィルターツールで計算
これが理解できれば、あとは大川電子のフィルターツールで計算すると分ってくる。

まずは、フィルターなしの差動(バランス接続もほぼ同じ。）、反転増幅でゲイン2倍程度のものを考える。と以下のような具合になる。

差動　反転増幅　Gain2倍程度

上記に対して、帰還抵抗のコンデンサを並列に入れて1次のLPFとすると以下の通り。カットオフ周波数は159kHzとした。

差動　反転増幅　1次のLPF

さらに、2次のLPFとして、大川電子の「オペアンプ多重帰還型ローパス・フィルタ計算ツール」を利用して計算する。
　ゲイン 2
　カットオフ周波数 159kHz、
　減衰比ζ 0.632


で計算すると以下のようになる。ただし、前置のLPF部分はSingleEndで計算すると7.5kΩと220pFとなるのでバランス回路の場合は、7.5kΩと100pFとした。

2次のLPF(OPAMP)

バランス　反転増幅　2次のLPF

■HPのLowPathFilterの確認

実際の問題は以下のHPのLowPathFilterのしくみが理解できなかったので、上記のように順番に追って考えると理解できるようになった。

http://blog.livedoor.jp/ekousaku/archives/42177749.html

バランス→シングルエンド回路のLPF

1段目は1.8kΩと165660pFの1次LPFと等価。ゲイン＝1.、極=536134kHz
2段目は7.5kΩと220pFの1次LPF付OPAMPと等価。　ゲイン＝1.59、極=96.4kHz
2段のCR式のLPFと等価となり、以下のような特性になるらしい。

　ゲイン 2
　カットオフ周波数 227114kHz、
　減衰比ζ 1.67351.155

少し部品を増やして（抵抗が2つ多い）多重帰還型のLPFにした方が、思い通りの2段式の減衰が得られる。（抵抗を増やしているので不定問題になるので、適当にコンデンサ容量を仮定し、何度か計算して適当な抵抗の組み合わせを得るようにする。

■LTspiceモデル

ついでに、LTspiceを使用して周波数特性が適切かも調べた。（J-FETは2SK30A相当、2SK117A相当、2SK170A相当になるように、|Yfs|=gm(μs)とCig(入力容量)に近いものを見つけてシミュレーションをしてみた。

　2SK30A相当 J204
　2SK117A相当 2N5564
　2SK170A相当 2N5434

■シングルエンド入力　バランス出力

比較するのは、ぺるけさんの平衡プリアンプVersion2の特性こちら
http://www.op316.com/tubes/balanced/image/balprefet-freq-line.gif

LTspiceでVersion2を再現

■バランス入力　バランス出力

（負入力は制御型の電圧源を使用して反転電圧を生成）

　　反転電圧については、MACNICAの以下のHPを参照

　　ビヘイビア電圧源って何ができるの？

■LTspice結果

■シングルエンド入力　バランス出力

　

周波数特性

■バランス入力　バランス出力

周波数特性

Chez Shibata で Sweetsを

　お気に入りのシェシバタさんで、ダージリンティとイチゴのタルトを頂きました。満足！
　ところで、隣の若い女性はひとりでイチゴショート同じものを２つと紅茶を並べて食べていらした。彼女は一眼レフのカメラで撮影していたのでプロ？セミプロ？普通のSNSの投稿者ではないと確信した。

Overlap/Underlap? or Innerlap?

 サッカー用語の話

Overlap

　SideBackのオーバーラップはwingの外回りをして飛び出すようなPositioningを言うのですが、最近は、Positioningについて、色々と細かな動きを要求されるので、上とは逆にWingが外/SideBackが中を取って、相互に役割を補間することもある。

　　日本人がいうと、インナーラップというらしい。

Underlap
　でも、DAZNでBennさんはUnderlapと言っていたので、英語ではUnderlapが正しいような気がする。冷静に考えて、lapという動詞を考えると、「上から覆う。」「下から覆う。」のは前置詞として引き連れてきても違和感がなさそうですが、「内側を覆う？」内側は元々覆う必要がないし、覆えないのでInnerと言う前置詞とは馴染まないと思います。試しに、Underlapで動画をググるとWhat is Underlap? みたいな動画が最初に出てきますが、Innerlapはそうでもありません。

OverlapとUnderlap

　日本語で通じりゃインナーラップでもいいじゃんと思いたいが、外国に行ってplayする選手が増えるInternationalなご時世ですので、会話する場合日本語ではないでしょうから、敵性？適正英語のUnderlapが日本でも使われるといいなと思います。

　　♪Overlap (^^♪Underlapと声高に叫ぶ。この頃

なんと、Sideback!!ではない
　でも、WingはWingerとも言いますが、Sidebackは適正英語なのか？　えっ、もしかしてSidebacker?? 　答えはなんと、FullBack とかLeftBack RightBackが正しいとか書いてあります。まさかの展開‼

頭隠して、尻隠さず。

ま、いつもの頓珍漢なのが出てますな。

こんなページが参考になります。googleで検索してコピペしただけですが。
　英語実況によく出るサッカー用語をまとめてみた！英語コメンタリを恐れるな

　サッカーでよく使われる用語の単語やフレーズ集

　 趣味で覚える英単語 #8 サッカー観戦編

POYATU Bluetooth Wireless Adapter for Sennheiser HD598

Aliexpressで怪しげな、中国製のBluetooth Wireless Adapterを買った。
やっぱり怪しかった。

価格は約5,000円

HD598にさりげなく装着できるデザインは悪くない。

Bose用もある。内容は以下と同じかな？

■作動時間

説明書には記載がなかったので、8時間程度かなと思っていたが、さにあらず。
作動時間は約2時間20分　音量は最大3のインジケータで1。（家ではこれで十分）

作動時間は約TBD時間TBD分　音量は最大3のインジケータで2。（街中相当　未確認）

中を開いてLi-Poバッテリを見ると、401025程度のサイズで容量の表記がない。

サイズ601235 180〜200mAh程度のものに交換してみようかと考えている。

■Bluetoothの接続性

街中では、iPhoneが目の前（Day Packのトップポケット）にないと瞬断する。

50cm以内にiPhoneが欲しい感じ。

iPhoneがズボンのポケットにあると、少し厳しい。

一人で散歩程度では使える。

ズボンの中では人通りが多いと使えない。

■音

低音のブーストが掛っているとしか思えない音。

大音量にすると気持ち悪い。

装着する対象がヘッドフォンに限定されているので、ブーストは不要と思うが。

音量は小さい。音量maxにしても大丈夫。

Wired で直接PC 接続すると小音量で十分なのにね。（PC のインジケータの1/3では耳が痛い）

ということで、良くないこと3つの商品だった。

デザインは悪くないけどなぁ。

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追記

　Bluetoothの接続が良くない原因は何だろう？　と　ふと考えた。

電波

室内なら、壁がなければ5mぐらいは、別に苦にしない。

となると、単純に電波が弱いのではないようだ。

次に考えられるのは、CPUの処理能力。

選択しているBluetoothの親機以外の電波が入ったら、棄却する作業が発生するはず。

これが思いの他、量が多いと必要時間内に処理しきれない可能性がある。

人込みのなかに行けば電波が飛び回っているはずだから、大変だ。

仮に、電波の強いのを優先したとする。

GATT Browser(By　RENESAS)で眺めていると一定出力ではないように見える。

なので、電波が強いだけではうまくいかないことになっている？

また、BufferMemoryの大きさ。

1回の処理でどれほどのデータを取り込んでMemoryに保存しているか知らないが、

BufferMemoryが大きければ、1サイクルで親機の選択処置が間に合わなくても、

次のサイクルでは受信できることがあるはずだと思う。

これが、大きいとある程度のリカバリーが可能となると思う。

音が途切れるのは、本質はCPUが遅い。さらに、BufferMeomryが小さいので、

処理しきれないサイクルが多発して、BufferMeomry内のデータがなくなって、

音が途切れる。という仕組みなのかなと思った。

　

使っているBluetoothのBrowser

金木犀の二度咲き

金木犀・銀木犀は二度咲きするのもあるらしい。
する年もあるらしい。
三度咲きしたというのもネットで見かけた。

今日は11/8だ。
いつもの通勤の道すがら、銀木犀が６本ほど植えられているところに立ち寄った。
大きな木でどうだろう6mは超える。多分老木なのだろう。
二度咲きしているかを調べたが、ひと房ついていた。
老木は二度咲きするのも大変なのかな。

マンションの駐車場の垣根がわりの２本の銀木犀がある。
昨日、二度咲きの最中でほのかに薫る。
金木犀の二度咲きは先週あたりがピークで
昨日、花はあったが匂いはなかった。

金木犀は秋分の日の頃に1週間程度の香りを楽しむもの
　だと思いこんでいたが、
二度おいしいのに、気が付いたこの頃でした。