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| A1-Forum = 自作 = |
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| ● No.66 |
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各局 JP3XZX 三木です。 マイコン（Texas IntrumentsのMSP430）を用いてモールス練習機の自作を進めています。 マイコンの出力ピンより0V-3V, 600Hzの方形波を出力させているのですが 単純に100kohm抵抗を介してイヤホンで聞くと モールス符号の始めと終わりで「プツッ」という過渡音が当然発生します。 やっぱり耳障りでして解消したいのですが、良い解消方法ありますでしょうか？ A1 CLUBで多数のモールス関連キットを頒布していますので ノウハウを蓄積できれば良いと思い、A1 Forumに投稿しています。 |
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| ● res.1 |
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2つ問題点があり、区別する必要があります。 ・波形形状が方形波であること →正弦波に変更し、dV/dtを緩める ・振幅が急変すること（符号開始時は0%to100%、符号終了時は100%to0%） →ソフトスタート機能、ソフトオフ機能をつけ、振幅が徐々に変化するようにする |
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| ● res.2 |
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マイコンの出力をそのままスピーカー（イヤホン）につないでいるからです。 間に抵抗を入れているとしても出力される波形は0/3VのDC成分を持っている波形になります。 通常は、出力にコンデンサを直列に入れて直流成分をカットします。 これにより、-1.5V/+1.5Vの波形になります。 さらに、LPFを併用して矩形波を正弦波にフィルターすると良いです。 ただし、LPFを入れると振幅が小さくなり、かつインピーダンスも上がってしまうので、パワーアンプを追加してスピーカーを駆動します。 音量が小さくても良いならパワーアンプは不要ですが、LPFが大きくなる（RCフィルターなら、抵抗は小さくコンデンサは大きくする必要がある）難点があります。 完全にパツン音を消すにはゼロクロスポイントで信号を止めなくてはなりませんが、これは結構厄介です。 きちんとD/Aコンバーターを使って数値制御する方法もありますが、回路を定数とともに工夫してやれば気にならない程度まで軽減できます。 |
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| ● res.3 |
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JQ1BWT様 JP3XZXです。コメントありがとうございます。 出力線に大容量コンデンサ(例 100uF)を直列に入れると 確かに直流成分をカットできます。 しかし、過渡音の問題（res.1で示した２つの問題）には効かないと思います。 添付pngファイルに波形イメージを書きました。 イヤホンの膜の機械的振動が空気に伝わり、音になります。 AとCは機械的振動が同じになるので同じ音になると思います。 AとBも機械的振動がほぼ同じになるのでほぼ同じ音になると思います。 Aが単純な回路（方形波出力＋抵抗＋イヤホン）です。 Bが大容量コンデンサ挿入時です。 
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| ● res.4 |
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JQ1BWT様 JP3XZXです。 技術の細かいところですが、議論させてもらえますか？ LPFを使っても矩形波を正弦波に変換できないと思いますがいかがでしょうか？ 方形波は周波数方向に成分が広がっていますが、正弦波は成分が１点ですので。 北斎の絵の大波のような形にしかならないと思います。 ゼロクロスポイントで信号を止める比較的簡単な方法としては 出力を２個用意し、逆位相で動かす方法があります。BTL駆動です。 DACが載っていないマイコンが多いのでDACを使わないで済む方法にしたいです。 |
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| ● res.5 |
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ところで三木さんは「縦振電鍵での親指活用」記事のNoCall(三木)さんですね。youtubeのMSP430の動画を一昨日たまたま見ました。
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| ● res.6 |
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JP3XZX 三木です。A1 Forumにはたびたび書き込んでいます。「縦振電鍵での親指活用」もそうです。 YoutubeのMSP430マイコンの動画では圧電サウンダを使っています。 モールス符号の始めと終わりで「プツッ」という過渡音がありますが、0.5m以上距離を離すとまだ許容できそうです。 でもイヤホンに替えると、耳の直近で「プツッ」と鳴るわけでして、これはちょっと許容できないです。うるさいです。 |
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| ● res.7 |
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回路シミュレーション(LTspice)と回路試作(ブレッドボード、リード部品、ジャンプワイヤ)をがんばっています。 私が得たノウハウは次の通りです。 正弦波よりも方形波の方が良い。 正弦波は音がソフトになるが、うるさい環境（例 電車の中）では、音量を上げないと聞こえにくい。 方形波は、耳をつんざく効果によりかえって音量を上げ過ぎないで済む。 ソフトスタート機能、ソフトオフ機能は効果大。 イヤホンを使うのであれば必須。 これがないと、モールス符号の始めと終わりで発生する「プツッ」という過渡音が大変耳障り。 ソフトスタート機能、ソフトオフ機能の事例がインターネットに公開されています。 有限会社 アクト電子 回路図、解説があります。before/afterの電圧波形もあります。 http://act-ele.c.ooco.jp/morex1/morex3.htm JA3IAT 又吉 昭氏の設計 回路説明はありませんが対策回路が搭載されています。 http://calibration.skr.jp/partssetfile/Electronic%20work/IAT-CW%20trainer.pdf |
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| ● res.8 |
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イヤホンを耳につけて聞くとソフトスタート機能、ソフトオフ機能の効果がよくわかります。 イヤホンをマイクに当てて録音しようとしたのですが、残念ながらうまく録音できませんでした。 どうも音が歪みますし、聴感でわかる違いがわからない。 試作回路の外観 と 出力回路の電圧波形 を報告します。 Youtube動画でしてこちらです。音声はありません、映像のみです。 https://www.youtube.com/watch?v=r2OK9bIEpL4 00:00 - 00:10 試作機の外観 ブレッドボード上に組んだMSP430マイコンと周辺回路、ライタ兼デバッガ、Analog_Discovery_2(電圧波形測定)、イヤホン 00:10 - 00:20 出力回路の外観 JA3IAT 又吉 昭氏の設計の回路がベース。RCフィルタとエミッタ負荷トランジスタ回路で構成。 消費電力削減のため、抵抗値アップ、容量値ダウン。 MSP430出力はプッシュプルのため、ダイオードを挿入し、オープンコレクタ的回路に変更。 00:20 - 02:20 出力回路の電圧波形 大小２個のC部品を用意し、付け替えています。RCフィルタの時定数(2.2msecと4.7msec)が変わるのでソフト効果の大小が変わります。 C部品を外すとソフト機能は無効となり、方形波出力となります。 イヤホンを耳につけながら作業したのですが、ソフト機能の効果がよくわかりました。音でお伝えできないのが残念です。 この後、改めて聴感試験を行ったのですが、3.3msecに設定するのがベストと感じました。 なお、オーディオ周波数は600Hzです。 |
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