2025年4月23日水曜日

【回路】デジタルポテンショの分解能upできないの?

回路の話題です.
もうすぐGWです.GWは回路を作りましょう.引き籠って毎日20時間回路を作るのです.

かれこれ1年ぐらい考え続けたけど解がない件があります.

デジタルポテンショメータという部品があります.
秋月でもこんなのを売ってます.
原理は簡単で、128個の抵抗ラダーをアナログSWで切り替えて可変抵抗と成すもの.
この抵抗ラダーを65000段ほどにした物を欲しいんです.すなわち16bit分解能.
16bit DACの内部回路としては別に珍しくないけど、剥き出しの抵抗ラダーを欲しい.
理由とか事情は秘密.

ところがそんな酔狂なICは無いんです.あっても256段(8bit)まで.

だったら、256段を2個使ってtotal 16bitにすりゃいいじゃん.
はいはい、その通りですね.1年ほど前に作ってみました.

プラン1:誰もが思いつく2パラ
excelでsimulationするだに分解能が不均一で不満ありまくりで廃案.

プラン2:ならば2ヶシリアル接続でどうよ?
これも分解能が不均一なのでsimだけで廃案なり.

プラン3:2ヶシリアルを均一分解能にするこんなの →作ったけど廃案
・単調増加性がノコギリ状になってしまってイマイチ
・D-POT(B)界隈がuVオーダーになるのでopampのDC offsetケアがも~たいへん
そんなわけでチクショーと思いつつ時は流れ、、、しかしまだ諦められません.

net検索したらアナデバのAN- 582のタイトルが、
というモロ当たりなもので、
アナデバさんならわたしのお悩みを解決してくれるんじゃないかと期待して読みました.

↓こういう回路が提示されています.
う~ん、これも単調増加性が破綻するだろうな.
なぜかというと、D1とD2が完璧にトラッキングして動く保証なんかないから.
残念なケースだとD1<D2になっちゃう事すら想定される.

というわけでわたしは名案を思いつきません.
てか、アナデバですら苦心してるんだから、単調増加、均一分解能 を担保したプランは無いのかもしれません.

えいめん

93 件のコメント:

  1. >デジタルポテンショメータという部品
    その昔、私が「オーディオ機器」の開発をしてた頃、「高級機種」には、
    ・電子ボリューム
    と言う名称で、「これと全く同じ仕組みのモノ」が、使われてました。
    ※当時は、日本メーカ(三洋電機とか)も、こういうICを、結構作ってました。
    今部品箱見たら、"LC7523"と言うICを見つけました。
    https://datasheet4u.com/datasheet/Sanyo-Electric/LC7523M-558775
    (これは「グラフィックイコライザ用」みたいですね。純粋な「ボリューム用」のもあったハズ。)
    なので、こういうのは、実に「40年くらい前」からありますね(笑)

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    1. 熱安定性とか、通過帯域とか、audioならではのICはあるんです
      測定器にはつかえないけど

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  2. >あっても256段(8bit)まで.
    「256段を2個使ってtotal 16bitにすりゃいいじゃん.」
    ジャナクテ、
    「256段を256個使ってtotal 16bitにすりゃいいじゃん.」
    (ぜーんぶ「直列」に繋げばいいだけでは?)
    じゃダメなの?

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    1. ・ぜーんぶ「直列」に繋げば
      だと、原理的に、
      ・単調増加性が破綻
      することは無いです(笑)
      「DC offsetケア」も、多分OKでしょう。
      (OPAMPは、「一つ」で済むから。)

      問題は、(おそらく)「ハイインピーダンス」になるので、
      ・ノイズ問題
      でしょうね。何も対策しないと、盛大に
      ・デジタルノイズが乗る
      のだろうな・・・
      ※この辺は「シールド強化」で、何とか成るかもですが。

      もっと問題になるのは、
      ・実装面積(「256個」も、一つの基板に乗るのか?)
      ・価格(単純計算で、×256倍(笑)になっちゃう。)
      なんだよなー。
      ※その昔、A/D,D/Aコンバータを「ディスクリート部品」で、組んでた時代と同じになってしまいますね。つか、よくあんなこと(Trだけで、組んでたハズ)してたよなと思う。)

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    2. つか、よく見たら「AN-582」に、既に載ってましたね・・・
      >図 4. 4 個のデジタル・ポテンショメータをスタック接続してステップ数を 4 倍にする
      ※これで「4096」まではいけるから、これを「16個直列」で、OKですね(笑)

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    3. 縦並べでできます
      やりたくないけど

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    4. 読者
      原子力科のパイプシステムをつくっているやつに聞くと
      「それなら 16個のせた基板を縦16x横16x高さ16
      に作ればいいんだよ」
      といわれそうである(なんの解決にもなっていない)

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    5. 「AD5254」って言う、
      ・256tap × 4ch
      ってのがありますね。これを「64個」使えば、出来るな。
      ※と思ったら、「AD5231」って「1024tap」じゃないですか・・・
      「AD5231」でも、結局「64個」だから、同じだな。
      ※つか、
      >あっても256段(8bit)まで
      ジャナクテ
      ・「1024 tap」(11bit)まで
      は、あるんだな・・・勉強になった(笑)

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    6. 「256個」と「64個」では、規模が
      ・全く違う
      感じがする。
      ※この辺までが、現在の技術の限界、なのかな・・・

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    7. 256 = 16 x 16
      64 = 8 x 8
      まだ、「8 x 8」なら、許せる感じだけど、流石に「16 x 16」は、無いな(笑)
      ちなみに、
      ・「AD5254」は、1kΩ ~
      ・「AD5231」は、10kΩ ~
      なので「AD5254」のほうが、ノイズ的にはまだ有利と思います。
      ※その代わり、セレクタのアナログSWが増えるけど。

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    8. 冴えないポテンショの使い方fine.

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    9. >「1024 tap」(11bit)
      ジャナクテ
      ・「1024 tap」(10bit)
      だった・・・
      ※1024 は、2進数で、0000 0100 0000 0000 だから、
      ・11bit
      って書いちゃったけど、ホントは、ビット指定は
      ・0 ~ 1023
      までだから、-1(0000 0011 1111 1111 = 1023)しないとダメですね。
      どうも計算がおかしいと思った。
      ※最近、こういうボケが頻発して困る。

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    10. ※なお、「64個必要」のほうは、合ってます。
      つか、64個(0 ~ 63 = 11 1111 の、6bit)+ 11bit で、
      ・17bit
      になったので、間違いに気づきました。。。。

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    11. 16は4bitだっけ5bitだっけとかいう錯誤にはよくハマりますが無視、無視

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  3. 秋月見てたら
    https://akizukidenshi.com/catalog/c/cvolumeic/
    の、「MUSES72320」が使えるんじゃね?と思ったら、
    ↑ の「プラン2」と殆ど同じ(Att 8bit × Gain 7bit の組み合わせ)でした・・・

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  4. この問題は、「定期的に」質問する人が居るみたいですね。
    「high resolution digital potentiometer」で検索すると、こんなの
    https://forum.arduino.cc/t/looking-for-digital-potentiometer-highest-specs/423097
    Looking for digital potentiometer, highest specs.
    とか、こんなの
    https://www.reddit.com/r/electronics/comments/3oeotg/increasing_digital_potentiometer_resolution/
    increasing digital potentiometer resolution
    が、ヒットする。

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    1. 需要はあると思うんですがね
      誰か出してくれないかな

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  5. まぁでも、TI や AD のカタログ見ても、この類はみんな、
    ・10年前くらいで、進化が止まっている(新製品が出てない)
    ので、あんまり作られてないんだろうな。
    ※イマドキなら「高分解能」は、「デジタル信号処理」で、いくらでも出来ちゃうから。つか、「電子ボリューム」だって、「デジタル的に」処理出来ちゃうし。
    「スマホの音量調整(ボリューム)」だって、多分みーんな「デジタル演算」ですね。

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  6. >16bit DACの内部回路としては別に珍しくない
    「16bit DAC」は、普通は R/2R のラダーだから、ここで言うトコロの、
    ・16段(の、抵抗ラダー)
    に過ぎないですね・・・
    ※「R/2R」じゃない DAC (まさに、デジタルポテンショメータと同じ構造)もありますが、やっぱり、
    ・256段(8bit)まで
    なので、ここで「振出しに戻る」(笑)

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    1. やはりΔーΣ DACはとても冴えてます
      電圧精度はあまり高くできないけど、時間精度はわりと簡単

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    2. それこそ、
      >しょせんaudioパーツ
      カモです(笑)
      ※私は「オーディオ用」以外で、聞いたこと無いです。
      (私が知らないだけかもですが。)

      -----
      どうも「私が知らないだけ」だったみたいです(笑)
      https://toshiba.semicon-storage.com/jp/semiconductor/knowledge/e-learning/village/ad-converter.html
      ΔΣ型ADコンバーター
      >ΔΣ型ADコンバーターは電力を効率よく供給する、スマート・グリッド・システムに欠かせない機能です。
      ※最近、「電力メータ」が、みんな「デジタル化」してるけど、「その中で使われてる」ってことなのかな?
      ちなみに、私の家の「積算電力計」も、数年前に「スマートメータ」に、交換されてました(笑)

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    3. これなんで殊更スマートグリッドとリンクさせてるのか、
      文脈がわかんない資料ですなぁ
      audioだってデルタシグマは無くてはならないんでなんかへん
      どうした東芝?

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    4. 読者
      「スマートメータ」
      となりは替えてありうちだけぐるぐるまわる機械式だったので
      不思議だった
      払い込み伝票で口座振替していなかったからっぽい

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    5. 冴えない電力系の育て方fine.

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    6. >これなんで殊更スマートグリッドとリンクさせてるのか、
      >文脈がわかんない資料ですなぁ
      ※確かに「変な解説文書だな」と、私も思いました。
      単に、この記事書いた人の「個人の感想(趣味)です(笑)」って感じ。

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    7. アバウトな記事

      「モテる女子の秘訣」みたいなnet記事にはもっと酷いのがゴロゴロありますね
      これ書いたバイトの奴、原稿料¥3000かみたいな

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    8. 読者
      平坂さん
      ひらえもん
      ひらさん
      の一人三役のひとを知っている
      内装工事屋
      電気工事屋
      エアコン工事屋
      をしているみたいです

      高橋留美子のうる星の原稿料は1枚27万円当時

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    9. あと叡智小説屋
      あと回路屋
      あと信号処理屋
      あとパワハラ屋
      あとネトウヨ屋

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    10. >あと信号処理屋
      私的には「信号処理屋」って、
      ・回路屋
      の、イメージがあったけど、イマドキは(単に)「信号処理屋」って言うと、
      ・ソフト屋(DSP プログラマ、とか)のイメージ
      に、なっちゃったよなぁ、、、、
      ※勿論「回路」が無ければ、DSPも動きませんが、だいたい、(特殊な用途を除いて)
      ・メーカーのリファレンス回路を手直し
      位しかやらないような気がする。

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    11. >1枚27万円当時
      これ、
      ・高いんだか、安いんだか
      良く分かりませんね。
      ※漫画ではないが、某雑誌の原稿の「ページ単価」は、
      ・1ページ、1万から2万(数万)
      って、聞いたことあるので、それでも、
      ・数十倍程度
      しか違わない、って考えると「安い」気もする。
      ※手書き色紙一枚「100万」とか、聞いたことあるし、素人には相場が全く分からないな。

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    12. 27万はさすが大御所とおもっちゃった
      毎週10ページぐらい描いて
      毎月4回発売

      でもアシスタントの給料で赤字か?

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    13. 有名作家の利益の源泉って、よく考えると、
      ・グレーなところ
      が、多いよな。
      >1枚27万円当時
      を、ページ単価とすると、一作20ページとして、
      ・540万円 / 作品
      週刊だと、×4で、2,160万円 / 月
      年間 × 12 で、25,920万円 / 月 ≒ 2億6千万円 / 年
      つまり、「年商 2億円ちょっと」って感じか。
      ※ちょっとした零細企業、って感じ。アシは・・・雇えないかも。
      「アルバイト」なら、アリかな。

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    14. 原稿料ではそんなに大金を稼げるほどじゃなくて、
      コミックの印税で10億円プレーヤーになれる
      そんな仕組みと聞きます

      うる星連載当時は40年前なのでスキームも古かったのかもしんないですが

      アシスタントさんがんばって!

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  7. そう言えば、匿名の
    ・「神奈川県人」さん
    ・「読者」さん
    て、同一人物?別人?
    ※私には「同一人物」に見えるのですが。(別人なら、申し訳ないです。)

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    1. ちがう人かなと思っているけど、
      真相は藪の中...

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    2. 読者
      キャバクラのバイトをするときは
      お客さんに
      「なにをしているひとですか」
      とたずねてはいけないんですよぉ
      お客さんが勝手に話してくるのはよい
      らしいんです

      そうですね 藪そばはすきだと思います

      わかりやすいようにブライト(仮名)にしましょう

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    3. 読者
      ブライトです
      ごくろう ホワイトベースの艦長です

      やっぱり 島風の艦長がいいかも(艦これ)

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    4. キャバクラって苦手だわ
      メイド喫茶も苦手かな

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  8. 神奈川県人
    「スマートメータ」への交換は単純にメータの交換時期が来ていないだけだと思います。
    我が家もちょっと前までスマートメータでなかったのですが、最近交換されました。

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    1. 読者
      電力自由化で なぜか電気代は値下がりせず
      値上がりするし
      なぞのスマートメーターがつくし
      従量B契約があるのに スマートライフSという
      なぞプランになったといわれだまされて加入した
      しかし 従量Bにもどす
      ろくなことがない

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    2. 読者
      このまえ 秋葉原のお店で話した小学生?なんじゃないかと
      思っている
      ちょっと、トランジスタの歴史を語りたくなる

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    3. うちは半年ぐらい前に賞味期限切れのスマートメーターが交換されました(無料)
      すり減るところとか無いだろうに
      ソリッドステートざんす

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    4. >すり減るところとか無いだろうに
      そんなことはありません。
      「(バックアップ)電池内蔵」なので、
      ・定期的に交換しないと
      ヤバいことになります(笑)
      ※突然「使ってもない電気代」を、請求されたら困るでしょ?

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    5. ガスや水道用の「スマートメーター」も、同じハズ。
      ※と言う理由で「定期交換させて」、実は業者を保護してるんだけどね。
      まぁ、「使ってもないxx代」の請求は、実際あり得ることなので、定期交換するに越したことは無いです。

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    6. >トランジスタの歴史を語りたくなる
      語ってください(笑)

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    7. 火災報知器のリチウム電池みたいなのが入ってるのね
      なんだかいまいちスマートじゃないなぁ

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    8. 読者
      偽さいたま県人です 偽ちば県人とはちがう人です
      トランジスタ
      https://www.youtube.com/watch?v=hENcSJJ4l3I

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    9. 読者
      アナログ電力量計なら誘導で動くから
      リチウム電池はいらないんですね
      デジタル電力量計はデジタル表示だから
      リチウム電池のバックアップがないと
      表示が0000になるのかな

      削除
    10. 読者
      駐車監視員 原付が滅亡してバイク屋うれなくて潰れる
      準中型免許 大型がとりずらくて 大型運転する人が滅びる
      自転車罰金 自転車乗ると罰金なので 自転車が売れなくなり 自転車屋が潰れる

      削除
    11. 半導体NHK特集のとき、わたしは高校生でした

      削除
    12. 読者
      トランジスタといえば やっぱり
      シリコン棒をつくるところでしょう
      1400℃+0.1℃ー0.1 だったかな
      あ、これは 単結晶シリコンの話だった
      鉱山から採掘するところからだ

      削除
    13. ゲルマTRすぐダメになるらしいけど、使ったことはないんです
      なにせ2SC372育ちですから

      削除
    14. 読者
      にせ茨城人です ほしいもを食べます
      2SC372で ラジオをつくりました
      クリスタルイヤホン

      削除
    15. ST32を使ってダイナミックイヤホンにしましょう。
      https://akizukidenshi.com/catalog/g/g113326/
      今ではトランジスタを160個買える値段になりました。逆ですね。トランジスタが160個買えるくらい安くなりました。いや,トランスも物価としては安くなり,トランジスタが激安になったのか。レフレックス回路も必要なくなりました。何か言いたいだけだった。

      削除
    16. むかしはTRは@100円でした

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    17. 読者
      山水トランジスター用小型トランス(ドライバートランス) ST-71P (ピンタイプ)
      880円
      でトランジスタ 160個買えるということかな?
      トランジスタ5円なのか
      ST-71Pがあると ダイナミックイヤホンが使える
      の回路があるのでしょうか?
      そのへんの回路をぜんぜん知らなくておしえてもらえるでしょうか
      https://akizukidenshi.com/catalog/g/g112341/
      ST-32使用ヘッドホン出力⇔ライン入力昇圧トランスキット
      これを作れということなんでしょうか
      トランス使えばダイナミックイヤホン使えるということなんだろうか
      さっぱりわかっていない アナログしろうとゆえ

      削除
    18. ~~トランスぽえむ~~

      a long long ago.
      真空管~TRが貴重品だったころ、
      エミッタフォロアとかSEPPとかで素子をたくさん使うのがコスト的に厳しかったのでした
      むしろトランスの方が安かった
      そこで、高電圧電源使ってぎゃーっと電圧増幅して、
      トランスで低電圧化&高電流化、
      すなわちインピーダンス変換して、
      それでも4Ωスピーカーを駆動するほどには低インピーにできなくて、
      16Ωスピーカーなら駆動しやすかった

      トランスはそうゆう時代の仇花でした
      設計の苦労の絶えない悲しい時代でした
      でもその頃のぼんやりした音が好きな人はいます
      出してる音の方向性がまるで異なります

      いまではFETを何個でも使いたい放題なので、
      ソースフォロアやFET-SEPPで出力インピー1Ω未満のアンプです
      スピーカーが4Ωでもへっちゃら
      定電圧大電流の時代になりました

      削除
    19. >ST-71Pがあると ダイナミックイヤホンが使える
      「ST-71P」は、
      ・600Ω:600Ω(センタータップ付き)
      なので、「ダイナミックイヤホン」には使えません。
      (インピーダンスが高すぎる)
      >ST-32使用ヘッドホン出力⇔ライン入力昇圧トランスキット
      これの、
      ・8Ω側 → ダイナミックイヤホン
      ・1200Ω側 → トランジスタ
      に、繋げば使える。
      ※https://akizukidenshi.com/catalog/g/g112341/
      ST-32使用ヘッドホン出力⇔ライン入力昇圧トランスキット
      は、「ふつーとは逆の使い方」してるので、ややこしい。

      削除
    20. >スピーカーが4Ωでもへっちゃら
      これ、素子に依るんで「2SC372」だと、ちょっと厳しいと思う。素直に「ST-32」をかますのが吉。
      ※パワー系のFETだと、「4Ωでもへっちゃら」ですが。

      削除
    21. >その頃のぼんやりした音
      「トランス」は、原理的に「非直線素子」(ヒステリシスとかあるし)なので、
      ・独特な音
      になります。
      (良い悪いではなくて、好みの世界ですね。)

      削除
    22. 日米さんでパワー素子を買いましょう

      削除
    23. 日米でオーディオトランスは売ってないかな
      山水とかTANGOとか

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    24. トランジスタアンプ →ピキピキでドスドスで高速な音

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    25. 秋月のスピーカーの音は悪かった

      削除
    26. >日米でオーディオトランス
      昔売ってたのを見た記憶がある。が、多分「無くなった」ので、
      ・秋月で売り出した
      んじゃないかな?
      ※若松も、昔「山水トランス」の、正規品売ってた記憶がある。
      ちなみに、一時「中華版 ST-32」が、幅をきかしてた時期があったような。
      (昔、千石で売ってたような気がする・・・)

      削除
    27. 「ST-32」(勿論ホンモノ)とか、昔はいっぱい持ってたんだけどな・・・
      ※部品箱を漁れば、どこかにあったかも知れない。

      削除
    28. そう言えば、昔、出力トランスに、
      ・「ST-32」と「ST-45」の、どっちを使うか?
      ってあったな。
      ※「ST-45」は、出力が、公称「10Ω」なので、「8Ωのスピーカ」を繋げて良いのか?と、悩んでた。
      (オーディオ帯域くらいなら「誤差」なので、何の問題もないと分かったのは、大人になってからです(笑)

      削除
    29. STM32で鳴らせるかという悩み

      削除
    30. 「STM32」じゃないけど、イマドキの中学校の技術家庭科では、
      「ゲルマニュームラジオ」ジャナクテ
      ・DSPラジオ
      を、学校で作るらしい。
      (しかも、「半田付けは無し」コネクタ刺して、ネジ止めするだけ)
      ※まぁ、そろそろ「AM波」も停波だしね。
      FMラジオは「アナログ」だとイロイロ面倒だし、それなら、
      ・無調整のDSPラジオ
      に、成っても、不思議じゃないな。

      削除
    31. DSPラジオとは中学生がそんなにえらいとは知りませんでした
      ・虚数、複素数
      ・複素信号処理
      ・programming
      自分が中学生だとこれらを習得するのは困難でした

      削除
    32. とすると三角関数は小学6年で習得
      加法定理とかもな

      ↑文系大学生よりも偉い

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    33. >DSPラジオとは中学生がそんなにえらい
      いや別に、「しくみ」とか教えないから。
      ※「電卓」作ってる(というか、組み立ててる)のと同じで、
      ・製造プロセスが云々
      とか、教えるわけじゃない(笑)

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    34. これですね。
      https://www.youtube.com/watch?v=l4xz3-FOe18
      【タモリ倶楽部】中学校「技術」教材の新型ラジオを作ってみた
      ※元ネタは「タモリ倶楽部」らしい。(私は見てない)
      これで3年前だから、もうずいぶん前からっぽい。

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    35. 中学の技術家庭科でヘテロダインのDSP sourceを実習する
      ↑いいな、この授業

      そして宿題「これを短波AM受信機に改造しなさい」

      ASCIIの西さんの大学ではこのくらい濃い授業をやりなはれ

      音楽とか体育とかやめてしまえ

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    36. 中学の技術家庭科でAIの調教を教える
      「AI彼女彼氏をつくりましょう」

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    37. 調べてたら、「DigiKey」が、まさに「そう言うの」やってました
      https://www.youtube.com/watch?v=cgTLCpKVSSc
      高校数学からはじめるソフトウェア無線超入門
      ※ここで出てくる「Pico Stack SDR」っていうのが、界隈では評判らしい。
      「Raspberry pi Pico」で作る、「DSP ラジオ」ってことか?
      マルツでも取り扱ってたらしい
      https://www.marutsu.co.jp/pc/i/2240015/
      (今はやってない模様。)本家はこっち
      https://www.zep.co.jp/nbeppu/web_seminar/pico_radio/index.html

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    38. ※さすがに「中学生」はムリだけど、
      ・高校生なら、頑張ればなんとかイケる
      と言うことか・・・なんかスゴイな。

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    39. こうゆうてんこ盛り技術は良いと思います
      特定の分野に偏重するのはイマイチ

      ついでに3Dプリンタでケースもお作りください

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    40. ↑ の回の「タモリ倶楽部」は、ネットで検索しても出てこなかったのですが、自分で録画してました(覚えてない)
      ※ブログに上げました。なんと、最近ネタになった「半田ごて型吸い取り器」まで登場するという怪異。(勿論知らなかったです)
      シンクロにも程がある・・・

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    41. ソラミミ回路
      「PCBってあの公害の物質ですか」
      「GaAsって燃えるの?」
      「テスラはクルマでしょ」

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  9. やはり別の人でしたか

    なおわたしは元神奈川県人

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  10. 申し訳ありません > 神奈川県人様
    >なおわたしは元神奈川県人
    なおわたしも神奈川県はよく知ってます

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  11. このページ凄いな
    http://www5a.biglobe.ne.jp/~toyoyasu/Radio_5.htm
    子供の科学のラジオ その5
    ※「ST-32」を、このページの、下から2番目みたいに繋げばいいんですよ。

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    1. >この記事が出る頃まで(1970年代初期)では、トランジスタよりもトランスの値段のほうが安かったりします。
      って、書いてありますね(笑)

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    2. ↑ で言ってる、
      >2SC372で ラジオをつくりました クリスタルイヤホン
      って、この辺
      http://www5a.biglobe.ne.jp/~toyoyasu/Radio_1.htm
      のやつだったりして。

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    3. ラグ板
      実体配線図

      千石電商にはいまでもラグ板売ってます
      ポリバリコンはaitendoで売ってたかな

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  12. トランスといえば,100mHオーダーでQの高いコイルが欲しかったのでST32測ってみましたが,要求仕様にまったく届きませんでした。他にミニ四駆モータ,バーアンテナ,コモンモードチョーク,などなど,ジャンク箱のお宝が増えただけでした。

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    1. 100mHだと細い線をたくさん巻き巻きするのでDCRが無視できない値になるので馬脚ですね
      なので音声帯域のBPFを共振器一発で作ろうとしても残念なことに

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