まさはる's Weblog

　オシロスコープはアマチュアには敷居も価格も高いという物だったのですが、最近は使いやすそうで安価な初心者向けが流通しているので、2チャンネルで100MHzのオシロスコープを購入してみました。

OWON(オウオン) SDS1102

　初心者向けという事もあって、「オシロスコープ超入門」という86ページの日本語の冊子が付属しており、初めてでも冊子を一通り読めば使うことができます。なお、付属のマニュアルは英語版ですが、OWONから日本語版をダウンロードできます。

　んで早速、プローブの補正をして使ってみました。

前回作ったJKフリップフロップ


おっ、なんか画面に出てきた

　前回作ったJKフリップフロップのクロック発生回路の出口にプローブを当ててみました。直角の矩形波が出ていると思っていたのですが、傾いている上にオンとオフの時間が違う...。まぁ、いいです。まだ無知識なので次に行きましょう。

　冊子には、アースの重要性について何度も出てきます。そのため、アースを接続できるようにケーブルを作ってみました。

アース線

　アースが必要と言われても一般住宅でアースのある場所は、エアコン、冷蔵庫、洗濯機及び温水便座用のコンセント付近ぐらいしかありません。たまたま近くにエアコンのアースがあったので、そこに接続できるように作ってみました。

少し分かってきたので、色々と試してみることに


CH1（黄色）はクロック出力、CH2（水色）はオペアンプとコンデンサの間

　上の写真のCH2（水色）の三角波のような波形で、オンとオフの閾値を変えれば幅が均等にできるようなので、クロック発生回路を見直してみました。

コンパレータを追加したJKフリップフロップ回路図（PDFはこちら）

　またもや、見よう見まねでコンパレータ（IC1の2/4）を追加し、立ち上がりがなるべく垂直になるように出力側にシュミットトリガインバータを2つ（IC5の1/6と2/6）と、バイパスコンデンサ（C2）をオペアンプに追加してみました。

改良したJKフリップフロップ回路

　コンパレータで使っているVR1は、予め20kΩの可変抵抗器でデューティー比が50%になる値を調べており、9kΩぐらいだったため10kΩの半固定抵抗器にしています。

CH1（黄色）はIC1の1番ピン、CH2（水色）はIC5の4番ピン

　CH1（黄色）はクロック発生回路の出力でデューティー比が60%ぐらいになっているのに対し、CH2（水色）はコンパレータ通過後の出力でデューティー比が50%ぐらいになっています。まぁ、まだ斜めっているのは解消されていませんが、コンパレータが正常に動作したので、とりあえずはこれで満足です。

　オシロスコープを初めて使ってみましたが、電気信号の波形が視覚的に確認できて便利な反面、とてもデリケートで扱いにはある程度の知識や経験が必要だと思います。基礎的な知識は冊子に書かれているので、あとは色々試してみるのが良さそうです。

　45年物のテスターを使って電子工作していた頃、電子部品店にサンハヤトのプリント基板製作キットやユニバーサル基板はありましたが、ブレッドボードって売ってなかったような...。

購入した電子部品の一部

　ブレッドボードは、はんだ付けをすることなく、電子回路を組み立てられるユニバーサル基板のようなもので、部品やジャンパー線を差し込んで使用します。自由に抜き差しできるので、試してみることができ、部品やジャンパー線は再利用が可能です。購入したブレッドボードは、サンハヤトのSAD-101という6穴が連結されたものです。
　で早速、赤、黄緑、緑のLEDに3kΩに調整した半固定抵抗をそれぞれ直列に接続して、12Vをかけてみました。

黄緑が暗く、緑が眩しいぐらい明るい

　赤はちょうど良いです。計算して抵抗値を決めているものの、色違いのLEDはやっぱり実際に使ってみないと分からないようで、このような実験にブレッドボードはとても便利です。
　その後、緑を暗くすべく、5kΩの半固定抵抗を最大にしたり、3つ直列にしてみましたがまだ明るい。そこで、余っていた100kΩ可変抵抗を使って調整してみました。

緑は30kΩぐらいがちょうど良いかも

　可変抵抗を接続しているコネクターはTJC8コネクター（オス）です。ピンが細くて、ブレッドボードのジャンパー線にちょうど良いと思います。

マスター・スレーブ型JKフリップフロップ回路図（PDFはこちら）

　以前、PRISON ARCHITECTという刑務所シミュレーションゲームで、ロジック部品を使ってフリップフロップやカウンタを作って遊んでいたので、実物で作れないかと思い、ネット情報を参考に見よう見まねで回路図を作ってみました。
　主な使用部品は次のとおりです。

4回路オペアンプ LM324 x1（LM324Nを使用）
4回路2入力NAND 74HC00 x2（SN74HC00ANを使用）
3回路3入力NAND 74HC10 x1（SN74HC10Nを使用）
2SC1815 x2（KSC1815YTAを使用）
LED x2（OSR5JA3Z74Aを使用）
1/4W抵抗 1kΩ x2, 3kΩ x2, 4.7kΩ x2, 10kΩ x5, 120kΩ x1
セラミックコンデンサ 0.1μF x1
タクトスイッチ x2

マスター・スレーブ型JKフリップフロップ

　おー、ちゃんと動作する回路が出来ました。これで、1bitが記憶できます（電源を切ると忘れます）。赤の長いジャンパー線はクロックの伝送用、オレンジの長い2本のジャンパー線は、フリップフロップのマスター側の最上流からスレーブ側の最下流への接続線です。

　ブレッドボードを使ってみたら面白くて、全く関係のないものを作っていたという話ですが、電子回路の試作や実験にはとても有用だと思います。今回初めて使ってみて、プリント基板って言ったらサンハヤトでしょ、って感じで何も考えずに片電源の6穴仕様の物を使いましたが、両電源の5穴仕様も安価に流通しているので、作りたい回路に合わせて選ぶのが良さそうです。

　前回、使用電圧よりも3V高い電圧の入力が必要な安定化電源を自作したので、その上流側の整流平滑回路を自作してみました。

購入した電子部品

　電源トランスは東栄変成器のJ-162Wで、一次側が0-90-100-110V、二次側が0-12-15-16V 2A 2回路のもので、整流平滑回路基板は共立エレショップのパワーアンプ用整流基板 RTF-01で独立した2回路が組めるものにしました。
　このプリント基板は、別途部品を揃える必要があり、安いものから高いものまで自由に選ぶことができます。ダイオードは普通のやつ、横長ブリッジ及びTO-220サイズのものから選ぶことができ、コンデンサは直径35mmまでです。あまり高価なものは不要なため、ブリッジダイオードのKBJ410 1000V 4Aと、ルビコンの電解コンデンサー MXG 10000μF 50Vにしました。

組み立てて電圧測定中

　早速組み立てて、出力電圧をテスターで測ってみました。一次側は0-100V、二次側は0-12V、0-15V、0-16Vで無負荷です。

0-12V　測定値 17.8V、計算値 12√(2) x 105/100 = 17.8V
0-15V　測定値 22.0V、計算値 15√(2) x 105/100 = 22.3V
0-16V　測定値 23.8V、計算値 16√(2) x 105/100 = 23.8V

　うちのコンセントは、105Vが来ているので105/100倍していますが、計算値とほぼピッタリです。

負荷をつなげて電圧測定中

　負荷に自作した安定化電源とFMチューナーをつなげて測定してみました。ちなみにFMチューナーは12Vで0.2Aなので2.4Wの負荷です。

0-12V　測定値 16.8V
0-15V　測定値 21.1V
0-16V　測定値 22.5V

　少し下がりましたが、負荷が軽すぎるためか0-12V出力でも15Vを下回っていません。そこで、全波整流時の平均値を計算してみると次のとおり。

0-12V　平均値 17.8 x 2/π = 11.3V
0-15V　平均値 22.3 x 2/π = 14.2V
0-16V　平均値 23.8 x 2/π = 15.2V

　安定化電源の出力を12Vで使用しようとすると、15Vの入力が必要なのですが、0-12V出力では平均値が15Vを大きく下回っています。これを見ると、0-15V以上のタップで使用するのが良さそうです。
　なお、電圧を測定していて分かりましたが、このトランスは大きい音ではないのですが、はっきりと動作音がするので、オーディオ機器の電源用途には向かないようです。

デジタル電圧計を付けてみました

　話変わって、安定化電源に電圧計を追加してみました。電圧計があると安心感アップです。ちなみに、出力のXHコネクターに接続するには日本圧着端子製造の次の部品と圧着作業が必要です。

XHコネクター ハウジング 2P XHP-2
XHコネクター ハウジング用コンタクト SXH-001T-P0.6

　以前から、電子工作向けに実験用の安定化電源があったら良いなと思っていたのですが、物によっては結構高価だったりします。そこで、DC0〜30Vで5Aと小容量の安価な安定化電源を購入してみました。

OWON(オウオン) SPE3051

　この安定化電源は、出力電圧と電流の表示、電圧と電流の出力値・最大値の設定、出力状況のグラフ表示、出力のオン・オフスイッチが付いており、私のようなアマチュア向けには十分です。また、設定値はデジタルの数字をノブで変更でき、4つの設定を記憶することもできます。付属のマニュアルは英語版ですが、OWONの製品ページから日本語版をダウンロードできます。
　かなり便利な安定化電源なのですが、出力ケーブルは付属しないため、必要なものを自作しました。

自作した出力ケーブル（左からTC形圧着端子、R形圧着端子、DCプラグ）

　ちなみに、バナナプラグはサトーパーツのTJ-560-R/Bで、接続はスムーズでしっかり感は申し分ありません。負荷側は、
TC形圧着端子：朝日電器のPS-683H
R形圧着端子：ニチフのR1.25-3.5
DCプラグ：マル信無線電機のMP-121CF/5
で、ケーブルはKHDのVFF 0.75sq 赤/黒です。

　電源の準備ができたので早速使ってみたいと思い、秋月電子通商から電子工作キットを購入してみました。

可変安定化電源キットAE-KIT45-317

　これは新日本無線（現在は日清紡マイクロデバイス）の3端子可変正出力定電圧電源NJM317を使用したリニアレギュレータのキットです。
　いやー、はんだ付けする端子が幅2mmと小さい。このため、マニュアルに書かれていますが、はんだ付け後のチェックにルーペが必要です。

動作確認中（四隅のプラスチック製の脚は別売りです）

　左が電源側の入力で、右が出力です。下の青い半固定抵抗器を回すと、出力電圧を可変できます。

山崎の45年もので電圧測定中

　紛らわしい写真のタイトルですが、テスターは三和電気計器や日置電機ではなく、山崎教育機材（現在は山崎教育システム）のキットを自作した物を使っています。0Ω調整時にテスター棒をギュッと当てても0〜5Ωあたりでふらつくチャームポイントがありますが、電圧測定は問題なく、上の写真では12Vを指しています。

可変スイッチング電源キットAE-KIC-053

　実はもう1つ購入していて、加賀コンポーネント（現在は加賀マイクロソリューションのようですが、詳細は不明です）のDC/DCコンバータKIC-053を使用したスイッチングレギュレータのキットです。

動作確認中（四隅のプラスチック製の脚は別売りです）

　左が電源側の入力で、右が出力です。最初、出力電圧が5Vになっていて、半固定抵抗器を付けない場合のデフォルトが5Vと説明書に記されていたため、はんだ付けを失敗したかなと思いましたが、右上にある青い多回転半固定抵抗器をだいぶ回すと12Vが出力されるようになりました。

自作した2種類の安定化電源

　左が最大1.5Aのリニアレギュレータ、右が最大3Aのスイッチングレギュレータで、どちらも説明書には使用電圧よりも3V高い電圧の入力が必要と記されています。左のリニアレギュレータは低消費電力のオーディオ向け、右のスイッチングレギュレータはその他向けで使用するのが良さそうです。

　安定化電源を購入したら、何故か安定化電源が更に2つ増えたという話ですが、いずれうちのオーディオで使えないかなと思っているところです。

　前回、デジタル音声用の75Ω同軸ケーブルに富士パーツ商会のビデオケーブルを使っている事を書いたのですが、この製品は最も短い物が1mで0.5mの物はありません。うちのオーディオの場合0.5mで十分なので探したところ、カモンのビデオケーブル VD-005 0.5mを見つけたので、早速購入して入れ替えてみました。
　...特に問題はないのですが、RCAコネクタがちょっと緩くて、富士パーツ商会の製品のような接続のしっかり感はありません。このラインはDSPからDACに伝送するうちのオーディオの幹線なので、自作してみる事にしました。

カナレ電気 75Ω同軸ケーブル L-3C2VS

　ケーブルはカナレ電気のL-3C2VSという75Ω同軸ケーブルにしました。これは芯線が単線ではなくより線で、単線よりも取り回しが良さそうと思ったためです。

MSK RCAピンプラグ HMP3C-S

　ピンプラグはMSKのHMP3C-Sという3C2V専用の物にしました。写真を見てわかる様に分解すると5つの部品から構成されています。

はんだ付けが終わったところ

　むずい...シールドは折り返して部品（2枚目の写真の右から2番目）で覆うだけなのですが、芯線はピンの部品（2枚目の写真の左端）の丸い穴からはんだを流し込む必要があり、ちゃんと接続するには結構手間がかかります。

上から富士パーツ商会製1.0m x2本、カモン製0.5m x2本、自作0.5m x2本

　導通と絶縁の確認をして、早速使ってみました。...音質については全く何も変わりません。そもそもデジタル音声ケーブルなので音質が変わる余地はないと思いますが、接続のしっかり感については、富士パーツ商会のビデオケーブルの方に軍配が上がります...苦労して作ったのにｗ。

使用状況

　まぁ、せっかく自作したので、置き換えて使っています。ケーブルの折れ癖がないので綺麗な配線になったのと、ケーブルが短くなって少しスッキリしました。

　前回、2P-3Pの短い電源ケーブルを自作してオーディオ機器周りをスッキリさせることができたので、今回はメガネ型の電源ケーブルと、DC12Vの電源ケーブルを自作して置き換えてみました。

（メガネ型の電源ケーブル）
　揃えた主な材料は次の通りです。
パナソニックのベターキャップ WH4015B
マル信無線電機の2Pプラグ MI-767D
KHDのVFF（黒） 1.25sq
ニチフの裸圧着端子 R1.25-3.5

メガネ型プラグMI-767Dの配線

　いやー、小さい。このプラグのケーブルの入口は3mm × 6mmなので太いキャブタイヤコードは入りません。外径3.1mm × 6.2mmのVFF 1.25sqあたりが限界です。

今回の作業で20年ぶりに使ったはんだごて

　このはんだごては、福井駅東口側にあったマルツ電波（現在はマルツ）で購入したもので、太洋電機産業（グット）のTC-30です。入門用の30Wで、プリント基板でのはんだ付けにはいいのですが、コネクタ類は対象物が大きくて暖まるまで時間がかかる...。今時はこて先の温度を一定にしてくれる出力自動調整の優れ物があるようですが、ちょっとはんだ付けするだけなので、当分このまま使っていこうと思っています。

50cmのメガネ型電源ケーブル

　はんだ付けが終われば、反対のACプラグ側はR1.25-3.5の圧着と熱収縮チューブの加工だけで、ネジを締めれば出来上がりです。

（DC12Vの電源ケーブル）
　揃えた主な材料は次の通りです。
マル信無線電機の5.5mm × 2.1mmプラグ MP-121CF/5
パトライト（旧：春日電機）のねじ端子台 T1006
KHDのVFF（赤/黒） 0.75sq
KHDのVSF（赤・黒） 0.75sq
ニチフの裸圧着端子 R1.25-3.5と絶縁キャップ（赤・黒） 1.25

DCプラグのはんだ付け

　さっきのメガネ型プラグのはんだ付けよりも細かい作業で、赤いプラス線は2mm、黒いマイナス線は4mm剥いてはんだメッキをしてからはんだ付けしています。このケーブルもはんだ付けさえ終われば、反対側は圧着加工等で出来上がるのですが、プラスとマイナスがかなり近接しているため、絶縁と導通の確認をテスターで行っています。また、このDCプラグの入口は外径5mmの丸形コードが使えるのですが、外径5mmの丸形コードはかなり芯線が細くなるので、VFF 0.75sqを使っています。

DC12Vの電源ケーブル（30cm × 3本, 40cm × 1本, 50cm × 1本）とねじ端子台


ねじ端子台への接続

　左側が電源側で、右側が負荷側です。上の写真の負荷側で赤黒が逆に接続されているケーブルは、センターマイナスの電源用です。

早速、置き換えてみました

　うっ、赤黒のVFFケーブルが異彩を放って眩しすぎる...実用性は十分ですが高級感ゼロなところが、他のケーブルとマッチしていますｗ。
　ちなみに、この写真の中で比較的高価なのは、ノイトリックのコネクタを使ったカナレ電気のXLRケーブルぐらいです。逆に安価に済ませているのはデジタル音声用の75Ω同軸ケーブルで、富士パーツ商会のビデオケーブルを使っています。

自作したケーブルに置き換えたオーディオ機器類

　ACアダプタ4つと、とぐろを巻いていた長いACケーブルが無くなったことが大きいのですが、以前に比べてだいぶスッキリしました。ケーブルの自作は好きな長さにできることと、ケーブルがリールからの切り売りのため折れ癖がなく、綺麗に配線できることが良いところだと思います。

　前回、ACアダプタを減らしてスッキリさせたので、うちの高級オーディオラック（ちゃぶ台）の下でとぐろを巻いている電源ケーブルをなんとかしようと、短い電源ケーブルを自作してみました。

ベターキャップ WH4015B

　これはパナソニックのWH4015BというACプラグです。近くのホームセンターで購入したのですが、横に箱売りの物があって箱に説明らしきものが...。

WH4015Bの施工説明書（パナソニックHPより。図は一部を抜粋したもの）

　このACプラグは、平形コードとキャブタイヤ長円形コードの場合はそのまま使用できるのですが、袋打コードとキャブタイヤコードの場合はカバーのリブを割って使用するよう説明が書かれています。このあと出てきますが、私の場合はキャブタイヤコードを使用するので割って使っています。

3P ACアウトレットプラグ JA-2231

　これはJECという台湾の会社のJA-2231というACアウトレットプラグです。この手のプラグは、「3P ACアウトレットプラグ」や「IECコネクタ C13」でググると出てくるのですが、あまり選択肢はなく高価なものは不要なので、共立エレショップで購入しました。

ソフトVCTFプラス 2mm² 2芯

　これは富士電線工業のソフトVCTFプラスの2mm²の2芯です。ホームセンターに色々な電線があったので、さわってみて柔らかく扱い易そうだったのでこれにしました。このキャブタイヤ丸形コードは、屋内で使用する300V以下の小型電気器具の電源コードとして使用できるもので、許容電流は2mm²の場合20Aです。

　この他、ニチフの裸圧着端子R2-3.5と、熱収縮チューブを揃えて早速作ってみました。

ベターキャップの配線


ACアウトレットプラグの配線

　圧着は簡単・確実で仕上がりも良いのでお勧めです。ちなみに、ベターキャップにはニュートラル（N）とライブ（L）を区別するマークが無いので、プラグの表を上にしてコンセントに挿すときに左がニュートラルになるよう、白い電線を上にしています。ACアウトレットプラグは上の写真では下がニュートラルなので、白い電線を下にしています。

1.8m電源ケーブル（上）と自作した1.0m電源ケーブル（下）

　上はこれまで使っていたエレコムの3P−2P電源ケーブルKT−218で、長さが1.8mと長い以外は何も問題のない物です。下は今回自作した1.0mの電源ケーブルで、ACアウトレットプラグが少しゆるくてガタつきますが、ちゃんと接続されているので問題ないようです。

自作した電源ケーブルに置き換えました

　手前だけ見てもらえればいいのですが、奥のごちゃごちゃ感が半端ないですねｗ。このような状況ですが、ちゃぶ台の下は5本の電源ケーブルが無くなって、だいぶスッキリとしました。しばらくはこのままで使っていこうと思っています。

　うちのオーディオ機器は、CDプレイヤーと2A3真空管アンプを除いた9つの機器がスイッチング電源で、その内の6つの機器はACアダプタでの給電です。最近、あまりにも電源周りがごちゃごちゃしてきたので、何とかならないかと思いリニア電源を購入してみました。

リニア電源 Improved50

　これはエーワイ電子のImproved50というリニア電源で、定格出力はDC12Vの1.5Aです。
　試しに、うちのオーディオの全てのソースが通るDSPの電源に使ってみました。...何も変わらんなｗ。このDSPはデジタル入力・DSP処理・デジタル出力なので、変わりようがないのかも...。

4つのACアダプタ（上）とリニア電源（下）

　DSPのACアダプタをリニア電源にしても変化がなかったので、便利に使おうと多数のACアダプタを集約することにしました。上の写真のACアダプタは左から、DSP、ラウドネスメーター（センターマイナス）、アンプセレクター×2に使っている物で、リニア電源の方は、4分配ケーブルと極性変換ケーブルを追加して、ACアダプタをリニア電源に置き換えてみました。
　ちなみにそれぞれの機器の電流値は、DSPが0.63A（アイドル時）、ラウドネスメーターが0.5A、アンプセレクター×2が0.34Aで、4つの機器の合計は1.47Aです。DSPはPEQ処理をしているので、もう少し大きめだと思いますが使用してみたところ問題ないようです。

リニア電源に置き換えた状況

　4つのACアダプタが無くなったことで、電源周りが少しスッキリしました。しばらくこのまま使っていこうと思っています。

DC12V 1A ACアダプタ

　このACアダプタはFMチューナーに付いてきたもので、機器の配置と容量の関係でリニア電源への置き換えから外したものです。LUXMANブランドの珍品なので、これはそのままFMチューナーに使っています。