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Version September 1998

September 30
440GXマザーボード上のケミコンの数のナゾ(超末期的設計編)
September 28
山本式電流帰還アンプ改造勘どころ編
September 25
アルカリ電池の憂鬱(液漏れにご用心)
September 21
Webmaster風秋葉原定点観測
September 18
600000thビジターへプレゼント!!
September 15
MPEG Audio-Layer3のナゾ(MP3とLPC-CODEC比較編)
September 12
電流帰還アンプの優位性(過渡特性をさぐる編)
September 8
銀のクチバシのナゾ(M永チョコボール編)
September 5
PC9821BSのHDDを換装し共に21世紀の夢を見る編
September 1
証券会社との付き合い方のナゾ


September 30
440GXマザーボード上のケミコンの数のナゾ(超末期的設計編)

以前、

440BXマザーボード上のケミコンの数のナゾ(末期的設計編)

でスロット1の問題点を指摘した事があった。最近登場したスロット2CPU(Xeon)の440GXチップセットマザーボードはもっとすごいことになっている。

写真はsupermicro社のリンクだが、向かって右側にスロット2が2個見える。スロット1では縦2段だった接点がスロット2では前代未聞の縦3段になっているようだ。接点の数が足らないのだろうか、苦しい設計である。

最初に目に付くのは夥しい数のケミコンである。つひにケミコン類はCPUやスロット類よりマザーボード上でもっとも面積を占めるReal Estateになった。

スロット2ではスロット1より電源の接点を増やしたはずなのに、相変わらず接点の容量が十分で無いようで、手当たり次第にスイッチング電源用高級ケミコンをぶち込んだように見える。

さらに、各スロットにスイッチング電源用パワーデバイスとトロイダルコイルが4個ずつあることから、スイッチング電源が何系統もあることが解る。

基板設計に詳しい方なら、CPU周辺のプリントパターンが極めて太い事から、このあたりは大変な大電流が流れる設計であることが解るだろう。マザーの電源コネクターがスロット2の至近距離にあることからも事情が伺える。

さて、本家インテルのMS440GXマザーのリンク写真はどうだろうか?

同じように夥しい数のケミコンがあり、それ以外にもパワーデバイスとトロイダルコイルがかなりの場所を占めている。電源の系統の設計はSupermicroと少し異なるようだが、苦しい台所事情は似たようなモノなのだろう。CPU周辺はマザーボードというよりは電源基板と呼んだ方が似合っている。電源コネクターもCPUに近い変則的な位置に2個?あるように見える。

これを見ると、たびたび指摘したようにスロット2の設計が苦しい事が解る。これだと今後のCPUやFSBの高速化がますます困難であろう。結局スロット2ではスロット1の問題点は何ら解決されず、むしろ深刻化しているようだ。スロット構造でマザー上のCPU面積を減らす効果より、夥しいケミコンが場所を取るデメリットの方が大きいかも知れない。

ところでXeonの4wayのマザーボードはどうなっているのだろうか。おそらく通常のATXサイズには収まらないだろう。そしてマザーボードの半分位はスイッチング電源が占めるのではないだろうか。電源ラインや信号ラインの取り回しや冷却方法がどうなっているかぜひ実物を見てみたいモノである。

もしスロット構造で無くPGAソケット構造なら、接点容量も楽になり信号ラインや電源ラインの長さも激減するので、余計な部品がカットできるはずだ。この点、Pen-II族と似たキャッシュ構造を持つマッキントッシュのG3プロセッサーの方が良くできている。

写真はアップルG3のリンクだが、G3プロセッサーはPGAソケットにささるゲタ状基板に載っている。写真右側の白いシロモノがCPUで、キャッシュは左側に並んでいる。この構造物をPGAソケットに差すと、キャッシュ部分がソケットから少し出っ張ることになる。

しかして、マックのマザーボードは右のアップルリンク写真のようになっている。G3プロセッサーの集積度や製造技術はXeonより上回っているらしく、ダイはかなり小さいようだ。

そして、このG3用ATX規格マザーボードには巨大ケミコン類が見あたらない。SCSIやネットワークインタフェース、グラフィックコントローラもオンボードで、そこいら中に空き地が有ることを考えると、G3マザーとスロット族マザーとの違いは甚だしい。

もしスロット構造をソケット構造に変えれば、電源ラインや信号ラインの問題が解決するだけでなく、更なる高速化が計れる可能性がある。実際、Pentium-PROのODPはG3と似た構造になっていると推測される。

プロプライアティーなスロットでライバルを蹴落す戦略のおかげで、ずいぶんな回り道をさせられたように思う。スロットを成立させるためのコストはあまりにも高い。風水学的にも、西日(電源)?やノイズ(スイッチングレギュレーター)?の当たる所に頭脳明晰であるべきCPUを置くのは良くない。CPUは朝日が当たり通風の良い所(東北)に置くベキである?

スロット2マザーは戦艦大和を連想させる。大和は46サンチ砲(スロット2)を成立させるための船(マザー)であった。そして、ユーザーもメーカーもそのコストの重みを今後実感することになるだろう。

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September 28
山本式電流帰還アンプ改造勘どころ編

最近何通か電流帰還改造の勘どころについて質問があったので、改造対象の回路評価についてまとめておきたい。ここではアンプの部品や個々の動作には触れない。つまりアンプを単に出力の大きなオペアンプとして考える。実際、オペアンプの等価回路とディスクリートで組んだオーディオアンプの回路は殆ど同じである。


図を見て貰いたい。オペアンプの使い方には非反転増幅と反転増幅がある。オーディオは入力に音量調節を入れる都合からか、殆どが非反転増幅回路になっている。この場合のゲイン(増幅度)は、


Gain = 1 + R2/R1

となる。反転増幅の場合のゲインはR2/R1になる。オペアンプの動作原理については、

オペアンプを用いたアナログ回路(http://robotics.me.es.osaka-u.ac.jp/~masutani/Opamp/main.html)

が解りやすい。

通常左下段のようにR1に直列にコンデンサーを入れ超低音をカットする。超低域ではコンデンサーのインピーダンスが上昇し帰還が増えてゲインが減少する。大出力アンプでは保護回路もある。電源が入り出力電位が安定した頃にリレーでアンプ出力とスピーカーを接続する。また直流が出力された時にリレーを切りスピーカーを保護するが、回路動作自体にはまったく関係しない。

通常はプラスとマイナスの2電源を要し不便なので、安物では1電源回路になっている。この場合、出力コンデンサーがアンプのクオリティーを左右する。電圧帰還アンプでは出力コンデンサーが帰還ループに入っていない。

一方電流帰還アンプでは、出力コンデンサー(そして電源のコンデンサーも)が電流帰還ループに含まれ、そのひどい特性もコミコミで入力に比例した電流がスピーカーを流れるように制御される。1電源アンプは出力コンデンサーがあるので音が悪いと言うが、2電源アンプでも動作的にはスピーカーに電源回路のコンデンサーが直列に繋がるのから大差無いという意見もある。

ビギナーには、電流増幅改造の素材としてラジカセやパソコン用アンプ付きスピーカーを使うことをお勧めする。これらのアンプは汎用のオーディオICなので、回路が簡単でしかも各種保護回路内蔵なのでめったに壊れない。ラジカセのプアなスピーカーでも改造の効果を十分に実感できる。

それでは、手近にあるラジカセの回路を検討してみよう。過去に、

続々々々々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その4 ラジカセ編)
続々々々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その3とスピーカーユニットの値踏み法)
続々々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その2とダンピングファクターの考察編)
続々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その1)

で書いたとおり、いままで多くのラジカセやパソコン用アンプ付きスピーカーをバラしたところ、回路は次の3種類に大別できた。ICの型番が解ればインターネットでデータシートが手に入るが、放熱板のため見えないことも多い。ここでは1電源式に限って説明するが、2電源式でも改造原理はおなじである。

まず左上段の帰還抵抗が外付けの回路が大多数を占めた。特に国産の安物CDラジカセは殆どこのタイプだった。アンプはDIP型ICで左右2チャンネルが1パッケージに入っている。足の大半は放熱のため接地され、動作に関係するのは入力、出力、帰還回路、電源の4本だけである。このICが良く使われる理由は帰還抵抗でゲインが設定できるため、用途を選ばないからでろう。

ICと接地の間に入っている帰還用とおぼしき抵抗が本当にゲインを決めているかは、100オーム程度の抵抗をR1に並列に入れてゲインが変化するかどうかを観察すれば良い。多くは6オームのスピーカーで約2Wの出力が得られ、、ゲインは約20倍に設定されている。

この手の電流帰還改造は簡単で、必要部品は電線一本もしくは抵抗一個のみである。抵抗はスピーカーのインピーダンスをゲインで割った値だが、0.3オームの抵抗は入手難なので電線で抵抗を作製した方が早いだろう。ICと接地の間に入っているコンデンサーとR1の順序が逆の場合は、回路図のように入れ直す。スピーカーの配線がはずれても、内蔵の電圧帰還がわずかにかかっているので、ICが壊れることはない。

次に多いのが左下段の回路で、帰還回路が見あたらないため電流帰還改造が困難である。しかし、よく調べるとこの手のICでもゲインを可変にするシカケが隠れている事があり、差動入力が生きていれば改造は可能である。

これは、この手のICで一番ポピュラーなナショナルセミコンLM386の回路例である。最小限のパーツの場合のゲインは20倍固定だが、1-8間にコンデンサーを入れると差動回路の抵抗が交流的にバイパスされ、ゲインが200倍に設定される。


目的とするゲインが20倍なら、スピーカーのコールド側と接地の間にスピーカーのインピーダンスをゲインで割った値の抵抗を入れ、抵抗のホット側をマイナスの差動入力に接続してやれば良い。この場合の動作は電流帰還:電圧帰還=9:1のハイブリット帰還になる。

問題はBTL回路だ。BTLとは2個のアンプを逆位相で動作させ、その出力同志をスピーカーで結ぶ。この場合出力コンデンサーが不要で、スピーカーのボイスコイル中点が交流的に仮想的な接地となりスピーカーのインピーダンスが半分になる。低電圧でも大出力が可能になるためカーオーディオで良く使われる。安物オーディオでは、たかだか数十円の出力のコンデンサーとそのスペースを節約するために使われる。

回路の特徴として、スピーカーの両端がどちらもICに繋がり、1電源でも出力コンデンサーが無いことで見分けられる。2チャンネル分が一個のICパッケージに入っており、結線により2チャンネルアンプと1チャンネルのBTLアンプの両方の設定が可能になっている場合が多い。

この場合は電流帰還がやや難しくなるが、不可能では無い。BTLをステレオアンプとして設定可能であり、しかもゲインが可変であれば電流帰還の改造が可能である。通常のスピーカーなら、2Wの出力もあれば十分であろう。

BTLのままで100倍以上のゲイン設定が可能なら、スピーカーのホット側に抵抗を直列に入れ、その両端から交流的に適当な帰還素子でアンプの差動入力に帰還をかけてやれば電流帰還は可能となるが、あまりエレガントで無い。

電流帰還改造は簡単であり、オーディオアンプを制作した経験のあるヒトなら必ず成功する。特に安物のCDラジカセが異次元の音で鳴り出すのは感動ものである。電圧帰還アンプは、安物のスピーカーでさえフルに駆動していないのである。ぜひトライされることをお勧めする。

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September 25
アルカリ電池の憂鬱(液漏れにご用心)

先日テスターのマンガン電池を交換した。M下の黒電池には誇らしげに”液漏れ保証”が書いてあり、もし液漏れで機械に損害を与えた場合は保証するとあった。ところが新しい電池は同メーカーなのに液漏れ保証が無かった。他メーカーも同様だ。PL法で都合が悪くなったのだろうか??もっともマンガン電池の液漏れはマレだし、漏液(塩化アンモニウム)で電極が錆びても火傷を起こすことは無い。

しかしアルカリ電池の液漏れは要注意である。アルカリ電池は寿命が長く便利だが、機器に入れたまま消耗すると高い確率で液漏れする。新品でも方向が間違った電池を混ぜると、スイッチを入れたトタンに発熱して液漏れを起こす。

漏液は強アルカリで、マンガン電池とは比べものにならないほど腐食性が強い。マンガン電池だと電極が錆びるだけだが、アルカリ電池の場合電極が溶けて跡形も無くなってしまう。配線やケースも激しく腐食し修理不可能となる。Webmasterはすでに何台かアルカリ電池で機器をだめにしている。スイッチ入れっぱなしに気付いた時には、すでに機器はパーになっていた。

金属だけでは無い。漏液は皮膚も溶かし激しい火傷を起こす。さらに繊維や高分子材料までも溶かしてしまう。以前漏液で机の表面が溶けていた事があった。これを見て以来、Webmasterはアルカリ電池をなるべく買わないようにしているのだが、アルカリ電池しかなかったりして憂鬱になる。

デジカメなどは激しく電気を消耗するのでアルカリ電池が便利だが、液漏れが怖いのでニッケル水素電池を使っている。ウォークマン類は充電式になりアルカリ電池を使う機会が減っている。それででだぶついたのか、どこの店でもアルカリ電池ばかりで、特に単4のマンガン電池を見かけない。大電流機器ならともかく、時計やリモコンにアルカリ電池を使うのは寿命のメリットより液漏れのデメリットの方が遙かに大きい

特に子供のおもちゃや教材で液漏れが起こることを考えるとゾっとする。子供はスイッチを入れっぱなしにするので、液漏れの確率も高い。ぜひ身の回りのアルカリ電池にご用心願いたい。

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September 21
Webmaster風秋葉原定点観測

ある週末webmasterは秋葉で定点観測をしていた。福岡の○プライドや○ZONEなどは秋葉のパソコン屋より遥かに品揃えもスペースもある。従って秋葉でしか入手出来ないモノを探すこととする。となると、変なOS、変なCPU、変な部品(ネジ、コネクター、ケーブル)とジャンクあたりか。

秋葉の朝は遅い。みんな宵っ張りで朝が弱いのだろう。まずぷらっとホームでLINUXやBe-OSをいぢってみる。抑制の効いた品揃えでSysope向きである。ここでS電工製構内用ADSLモデムを発見。ADSLについては、ADSL(電話回線高速モデム)のナゾを参照して欲しい。

下りで6メガbpsもの帯域を考えるとヤケに安い。企業の構内用として売れており、知ってる人は知っているが知らない人は知らないシロモノとか。現時点での”みかか”の対応は不明である。十万円台の値段からすると普及期に入ったと判断できる。来店記念にLINUXの解説本をゲットして店を出る。LINUXサーバーを立ち上げたあとに解説を読んでもしょうが無いのだが。先に読めば時間をロスせずに済んだかも。

次に若松通商に向かう。ここには新旧の部品が揃っており、なんとi486-DX2と6x86-MMX-233が同じ値段だった。SIMMもFastPageの方がEDOより高かったりする。SIMMの時代が長かったので、今後も当分需要があるだろう。ことによるとSIMMの寿命の方がDIMMのSDRAMより長いかも?

次にLAOXでiMacをいぢってみる。マックプラスを現有するWebmasterはコンパクトなマックに興味があるが、FDDとSCSIが無いと使いにくいし、いまさらブラウン管では、と思う。隣のテーブルの液晶一体パソコンの方が遥かに先進的に見えた。iMacも値段を高くして液晶にすべきだったと思う。

次に千石に向かう。ここには電流帰還アンプの実践で使う1オーム以下の金属皮膜抵抗がある。0.3オームの1Wを数本入手する。以前焼いてしまった9オームのテスター抵抗も入手した。珍品としては、カセットプレーヤーの交換用ゴムベルトが揃っている。

昼食は○五のロースかつ定食とした。秋葉を歩くにはカロリーが要る。食後はヤマギワ電気リビナ館でインテリアを見て目の保養をする。秋葉の雑踏を忘れる上質な空間だ。ハイエンドパソコンの価格(25万)で,北欧製のしゃれたダイニングセットが買えることに気付く。インテリアを見るのも、パソコン業界と俗世間でのお金の値打ちのキャリブレーションに有用だ。ここには秋葉ではめずらしくきれいなトイレもあるので、経路からはずせない。

残り時間が迫ってきた。人が群がっている秋月でショットキバリアーダイオードを10本(計150円)買う。他にもいろいろ買いたいのだが人が多すぎて閉口である。ここで”保存版電子工作キット回路図全集”(@\2000)も入手する。雑多な内容だが情報量は莫大で得難い情報もある。

最後にラジオデパートへ裏口から入る。東映でIMESのプリントポート接続CD-ROMドライブ(\2800!!!)を発見。これはThinkPad220にWindows95をインストールで書いたようにノートパソコンのインストールに超便利だ。在庫はわずかとか。

特に理由はないが、斉藤電気DBM(ダブルバランスドモジュレーター)の在庫を確認する。無線機を作る積もりで数年かかって部品を集めているのである。今日の無線機では、いきなり高い周波数をこの手の部品で混ぜて作るのがハヤリだ。一方サンエイで送信機用6JS6Aの在庫を聞くと,ラスト1本とのことで寂しいものだ。八重洲のFT-101を使っているムキには気になるだろう。

と書いてくると、ヘンな店ばかりで普通の電気屋にまったく行っていないように思われるかも知れないが、実は石丸電気にも寄った。電動アンマ椅子でしばし休む。最近はM下やOムロンから10万前後のモデルが出て全体の売れ行きが増えたとの事。下手なパソコンを買うより体にも良いかも知れない。

秋葉を巡ると、不景気なせいかジャンクとジャンク目当ての客が増えたようだ。長らく生産調整が続いているせいかオーディオなどの家電品のジャンクが少なく、代わりに最近急に不景気になった情報機器のジャンクを見かける。リース切れの古いマックや金融流れのWindowsマシンを多く見かけたのも世情だろう。

足が棒になったWebmasterは、パソコンより電動アンマ椅子を買うのも悪くない、と思った。ハイエンドパソコンと電動アンマ器、そして北欧ダイニングセットとADSLモデムの値段がだいたい同じなのである。

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September 18
600000thビジターへプレゼント!!

先日の500000thビジターは、くちきさんという方の申告がありましたので、本日プレゼントを発送発送しました。おめでとうございます。

さて600000thビジターも目前です。ヒントとしては、

1.このカウンターは毎日3000ビジター以上進みます。これから計算するとXdayは9月7日前後でしょう。しかし、その前に天変地異やテポドンミサイルのため福岡と東京に分散した4台の異なるアーキテクチャーのサーバー群が一斉に止まる可能性もゼロではありません。

2.カウンターは自分が連続してリロードしてもあがりません。必ず他の方のアクセスが挟まらない限りカウンターは上がりません。従って、599999を引いた方がリロードすると、次は600001以降のハズレになります。

600000thを当てられた方は、カウンター付近の画像を沿えてWebmasterまでお送り下さい。もし同じ番号を複数の方が引かれた場合は(時々起こります)、山分けになります。

これからのご利用に感謝すると共に、今後もコメントやサジェスチョンがありましたらWebmasterまでお願いいたします。

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September 15
MPEG Audio-Layer3(MP3)のナゾ(MP3とLPC比較編)

ネットには多数MP3関係のページが存在する。MP3とはMPEG-1 Audio-Layer3の事だ。MPEGに関しては、こちらで触れた。規格の詳細は調査中。手持ちの音楽CDをMP3としてバックアップできるとかで、情報収集のためhttp://www.mp3.ne.jp/へ行ってみる。

MP3での著作権の扱いはまだ決まっていないが、音楽CDで所有者が個人的にMDやDATで1世代のデジタルバックアップを作る事は許されているので、同じように考えて良いだろう。勿論他人の音楽をタダで配ったりすると問題になる。

♪理屈ばかりじゃお腹が出るわよ♪なので、早速実践に移ろう。まず音楽CDからデジタルデータを吸い出すソフト(ripper)が必要だ。ソフト選びはMP3 TIDALWAVE UGのディープな記載を参考にしてATAPIのCD-ROMドライブで動くCDDA(da2wav17.zip 100kB)をこちらから入手した。適当なディレイクトリー\mp3に解凍する。ATAPIドライブ(e:)の場合は,

c:\mp3\cdda.exe /o /msc e /95atapi /t 1 /f c:\mp3\track1
で動作した。/mscがドライブ名、/tがトラック番号、/fがWAV形式の出力ファイル名で、デフォート拡張子はWAVだ。SONYのCDU711(ATAPI)での吸い出しは何の問題もなかった。作者に感謝したい。

次にWAVファイルをMP3ファイルに圧縮(エンコード)する。音楽CDは標準速(150kbytes/s強)なので毎分10MBytesに達するが、これを約1/10に圧縮する。MP3 TIDALWAVE UGの情報によると、こちらの8hz-mp3_v02b_win3203j.zip(400kbytes)がおススメとのことで、使ってみる。コマンドは、

c:\mp3\8hz-mp3 c:\mp3\track1.wav c:\mp3\track1.mp3
である。30MbytesのWAVから数分で2.4MbytesのMP3ファイルが出来た。MP3プレーヤもおススメに従ってhttp://winamp.lh.net/からwinamp19.exe(419kbytes)をダウンロードする。これで再生すると、確かにニアCDクオリティーのサウンドが楽しめた。

情報が良かったせいか簡単に仕上がった。コマンドラインが不得手なムキにWin95から操作できるフロントエンドもあるが、パラメーターの受け渡しで相性が生じるようだ。今回の環境ではCDDFEというフロントエンドを使用し、8Hz-mp3をL3encをエミュレートする設定でうまく行った。

MP3と音楽CDをプロ用ニアフィールドモニターのオーラトーン聞き比べるが、その差はわずかである。8Hz-mp3でのエンコードは周波数特性のバランスが良いのでボロが出にくいが、ハイハット等のパーカッションのヌケが鈍く、ドラムの連打の分離が悪く感じた。WinampのCPU負荷はソフトMIDIより軽く、メモリー負荷も軽い。

さてMP3だが、これはISOで言う所の"perceptual noise shaping"もしくは"perceptual subband / transform coding"と呼ぶヒトの耳の特性に基づいたものだ。耳で感じられない、あるいは聞こえない成分をカットして情報を圧縮する。一般的にこの方法は高帯域の圧縮に有効だが低帯域はうまく無いとされている。

一方携帯電話やインターネット電話で使われる低帯域の音声圧縮はLPC(線系予想CODEC)と呼ばれヒトの喉の特性に基づいている。つまりヒトの声=音源*声道特性として考える。エンコード側では音源周波数と声道の特性を抽出し、過渡特性情報を加えて送り出す。デコードではこれらの情報から全く新しく音声を組み立てる。原理としてはFM音源に近い。LPCの解説は、当ページのPHS解説が詳しい。

原理の異なるMP3とLPCとではどう音が違うのだろうか?同じWAVからLPC系の音声圧縮の定番のReal Encoder 5.1で圧縮してみた。Audio 112kbps stereo(実質81kbps)の設定でファイルサイズは1.7MBytesになった。聴感上はまずまずだが定位が少し揺れる印象がある。わずかに位相差を生じるのだろう。CPU負荷も軽く、ページ違反はゼロだった。もっともLPC系のRealAudioの真価はもっと低い帯域にある。

そこでRealaudio-56Kbps(実質40kbps)で圧縮すると889kbytesになった。鼻をつまんだような音質自体は我慢できるが、少し定位が揺れる。ラジカセで耐えられる最低限だろう。モノラルの方がむしろ聞きやすい。さらにRealaudio-28Kbps(実質20kbps)だと445kbytesになり、スピーカーにザブトンをかけたような音で定位は船のように揺れる。むしろ28.8kbpsモノラル(実質16kbps)の方がはるかに聞きやすい。音自体はデジタル携帯電話より良い。

Twin-VQはどうか、というコメントを掲示板でいただいた。早速WAVファイルからこちらで入手したエンコーダーで圧縮した。エンコードは非常に遅い。再生音(デフォートの80kbps)はMP3には遠く及ばず、RealAudio80kbpsよりやや劣る。パーカッションがボーカルに埋もれ、高域全体が曇った感じだ。位相の乱れは感じないが高域の厚みが無く、RealAudioの華やかな印象に及ばない。CPU負荷もメモリー負荷もRealAudioやWinAMPよりはるかに重い。トータルな印象としては

MP3 >> RealAudio 80kbps > Twin-VQ 80kbps

と感じた。低帯域でのTwin-VQも評価したかったがエンコーダーが対応していなかった。Twin-VQも”みかか”発というのが印象を損ねるので名前をYAMAHA-VQにした方が良いと思う。www.vqf.comにはTwin-VQ(80kbps)の音質はMP3(128kbps)に相当すると書いてあるが、よっぽど耳が悪いのだろう。もっともRealAudio80kbpsとTwin-VQ80kbpsは僅差であり、BGMとしては十分な音質を持っている。

MP3はHiFiとしては程良い圧縮率だが、今回のエンコーダーでは耳の良いヒトにオリジナルCDとの差が解るだろう。RealAudioの81kbpsはMP3に若干劣るが、むしろ低帯域でも音楽らしく聞こえる事を評価するべきだろう。圧縮比が1/100に近い16kbpsのモノラルは、ラジオ的な音でそれなりに快適だった。仕様が未公開なTwin-VQにはまったく食指が動かない。

ところでRealAudioの低い帯域でも動画との組み合わせは驚くほどのインパクトがある。本ページのWebmasterご挨拶ビデオのサイズはたった14kbytesである。

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September 12
山本式電流帰還アンプの優位性(過渡特性をさぐる編)

先日、”L2キャッシュの話はよーーく解りました。最近オーディオの話が無いですね”というお手紙をいただいた。当然研究は続いている。今回は電流帰還アンプの過渡特性を実証する。♪理屈ばかりじゃお腹が出るわよ♪という歌もあるし。スピーカーの周波数特性については、

超簡単スピーカーシステム特性計測のナゾ
電流帰還アンプの周波数特性(同じスピーカーで電圧帰還アンプとどう違うか編)

で論じている。その中でも書いた通り周波数特性はHiFiの一要因に過ぎない。どうしようもないスピーカーも上等なスペクトラムイコライザーで周波数特性をフラットにできる。

メカニカルな要因や磁気回路による歪み特性も重要だが、これも一つの要因に過ぎない。歪みにも高調波歪み混変調歪みなどいろいろがある。

もう一つが過渡特性だ。パルス状のソースに対してスピーカーのコーン紙が忠実に動かなければHiFiにはならない。しかしサイン波をスピーカーに加えても過渡特性のボロは出にくい。過渡特性はスピーカーにとって一番難しい要求なので、今まであえて論じなかった。今回は1KHzの方形波に対するスピーカーの応答から過渡特性を検討する。これには聴感上重要なボーカルからパーカションや金管までの周波数成分を含む。

サンプルは電圧帰還と電流帰還の周波数特性の差を論じるのに用いたシステムとまったく同じで、帰還方式以外は同じアンプとスピーカーである。

続々々々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その3とスピーカーユニットの値踏み法)

にある。Fig.1がオリジナルの回路だ。これをFig2のように改造し、スピーカー自体を帰還素子として利用する。実際にはスピーカーのコールド側をグラウンドから浮かし、帰還抵抗270オームのホット側につなぐ。270オームに電線で作成した抵抗0.3オームをパラに入れる。エキスパートなら工作時間よりハンダごてが暖まる時間の方が長いだろう。

さてスピーカーの10cm前でコンデンサーマイクで収録した波形を示す。左上段が電圧帰還、左下段が電流帰還である。右上段が電圧帰還のスピーカーホット側電圧波形、下段が電流帰還アンプの帰還用電線のホット側電圧でスピーカー電流を意味する。例によって、測定はパソコンとサウンドブラスター、コンデンサーマイク、鰐口つき電線一本だけである。電圧はLine-IN端子から計測した。

音響波形は似ているが、良く見ると波形の立ち上がりが電流帰還(下段)の方が鋭い。プラトーも電流帰還の方が水平に近く、電流帰還の方が原波形に近い。なに、波形が汚い??いやこれできれいな方なんです。いかな高級スピーカーでもこの程度の波形だ。

電圧帰還のスピーカー電圧(右上段)は、立ち上がりが遅い上にオーバーシュートがありプラトー部分が傾いている。スピーカー電流はスピーカー電圧と似た波形だったのだが絵を作り損ねた。電圧帰還ではスピーカー電圧は電圧帰還により理想的な方形波になるハズだがそうならない。これは負荷のスピーカーが純抵抗で無くコンデンサーやコイルの成分を持つからだ。これにより高域で位相が回転し発振に至る事もある。発振対策に余計な部品が必要で、これがさらに音質を劣化させる。

一方電流帰還のスピーカー電流(右下段)は入力波形に極めて近い理想的な方形波になっており、電流帰還アンプとして原理通り動作している。電流帰還では負荷のスピーカーが帰還ループ内に入るので安定し、発振予防の余計な部品がいらない。

このように、電流帰還アンプは電圧帰還アンプより過渡特性が目に見えて優れている。各メーカーが超高級アンプで電流帰還を採用し始めている理由がわかる。電圧帰還では安物スピーカーのポテンシャルすら発揮し尽くしていないのである。メーカーもずいぶん長いあいだ重要な点についてほおかむりしてきたものだ。

電圧帰還でスピーカーを制御するのは、凧を目をつぶって糸の手応えだけで挙げるような物である。電流帰還では凧の動きをフィードバックする糸がもう一本あるようなもので、その制御能力は比べ物にならない。

オーディオメーカーの超高級電流帰還アンプはV-I変換器回路になっており、実動作では誤差を生じる。山本式電流帰還アンプはスピーカー自体が帰還ループを構成するので精度が高い。また帰還素子が電線一本である。優劣の差を論じる以前の問題だろう。これを風水学的には、

あらゆる能動素子は一本の電線にしかず (PAT PEND.)

と言う。この手の設計製作に心得のある方は是非追試をされて欲しい。

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September 8
銀のクチバシのナゾ(M永チョコボール編)

先日子供をつれてスーパーのお菓子売場を通りかかると、M永チョコボールがあるではないか。例の銀のクチバシ5枚でおもちゃの缶詰がもらえるヤツである。

”パパはネ、コレ当てるの得意なんだよ。”

と言って選びに入る。幸い手つかずのパッケージ(20個入り)があった。銀のクチバシは10個に一個の割合で入っているハズだ。昔の経験で、クチバシの折れ込みの位置や印刷の濃淡で2個選び出した。家に帰って開けると、いずれもハズレで、父親の権威が完全に失墜してしまった。メーカーも見破られないようにアレコレ手を打っている。

その後1パッケージそのまま入手できたので調べてみた。20パッケージから5個怪しいのを抽出したが、アタリは1個しか無かった。カリポリ中身を食べながら解析してみた。

以前よりクチバシ破りの極意はいくつか伝えられている。

まずクチバシの折れ込みの位置である。これとチョコボールの”チ”の字の位置関係を見るのだが、今回のサンプルでは高度に管理されておりバラツキの範囲内と思われた。

次はケースの紙箱のバリの位置である。箱の紙を切り離す時にバリが残るが、この位置も高度に管理されていて差は見あたらなかった。

もう一つは、印刷ミスである。版のカスレやゴミの噛み込みが特定のロットに見つかる事がある。残念ながら、世界一を誇る日本の印刷技術にカスレなど見あたらない。

結局、カギとなるのは僅かな印刷の調子だ。特にチョコレート色がロットによって僅かに濃淡がある。それが目立つのは”お客様相談室”の電話番号の細い字体だ。しかしこの方法も決定打では無かった。

解析の結果はこうだ。20個の印刷ロットを調べてみると、(15)が10個、(29)が9個、(27)が1個であった。印刷の調子は確かにロットによって差があり、(15)の方が(29)より濃くコントラストも良い。アタリは結局(15)と(29)に1個づつあったが、それぞれのロットでのハズレとアタリの色調の差はわずかである。

箱をバラしてみると、隠れた所に茶色の帯が5本あり、アタリにはさらに銀色の帯が2本追加されている。あくまでも推測だが、ハズレもアタリも基本的な印刷は同じで、アタリのみ銀色の印刷が追加されているように見える。

もちろん同じロット内でも僅かな印刷ムラがあり、ハズレと当たりにも僅かな濃紺の差がある、これはさらに印刷の調子が異なる別のロット品を半数程度混ぜることにより目立たなくなってしまう。結局、店頭でセロファンのかかった状態でその僅かなムラを見分けることはかなり難しい、というのが今回の結論であった。

つまり、お菓子売場におけるチョコボールの模様の空間周波数のうち、当たりとハズレの差を示す空間周波数成分は、ロット間誤差という強度の大きな低い空間周波数のためはっきり見えない。まさにJPEGやMPEGにおける画像圧縮の極意がお菓子のパッケージに応用されている??のだ。JPEGとMPEGについては、

続々々々々パーフェクTVのナゾ(MPEGと画質の問題)

を参照して欲しい。感心したのは印刷の精度で、ルーペで拡大しても版のカスレは皆無で、細かい字に至るまで色ズレも無く鮮明で印刷されている。元気の無い日本経済であるが、世界一の印刷品位はお菓子の箱にまで反映されている。

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September 5
PC9821BSのHDDを換装し共に21世紀の夢を見る編

今日はローエンドパソコンの話なので、ハイエンド指向の方は読み飛ばして欲しい

仕事場に古いPC9821BSがある。スペックは486SX-33MHz、170MBHDD(IDE)、CL5424のDOSマシンだった。これに遅い外付け240MBHDD(SCSI)、安物サウンドカードやCD-ROMドライブが追加されWin3.1で走っていた。

その後486DX-2(66MHz)に換装され、メモリーは32MBになり、レーザープリンターが接続された。OSもこちらの如くWin95になり、仕事場のプリントサーバーとして働いている。仕事場には古いDOSの資産があるので98BSは欠かせない。3.5インチドライブが2台あるので、フロッピー複製に便利である。

一時期はOmni-HTTPDやPersona Web Serverを用いてばーちゃる耳鼻科のメインサーバーとして動いていた。一日1000ビジターをこなすサーバーとしては、おそらく世界で一番プアなハードだったと思うが能力的には問題なかった。古いDOSアプリを使うとWWWサーバーが止まるが、これは仕方が無かろう。

しかしHDDが170MBと小さくスプール領域不足を起こすようになったので、500MBの廃品HDDと交換する事にした。これで激務に耐えてきたこのマシンに何とか21世紀の夢を見させてやりたいのである。

500MBあればOFFICE-95とNetscape3.04を積んで事務用に使える。しかし雑誌を読まないWebmasterにはPC9821BSのハード仕様が今ひとつ良く解らない。AT互換機なら、

Win95のハードディスク内容引っ越しのナゾ(ロハのツールでそっくり移動編)

でうまくいくのだが。IDEコントローラ仕様は?IDEは1系統?マスターとスレイヴがうまく動くか?とナゾばかり。しかし日の丸電気はこだわりが強く異様に頑固な会社なので、何らかのカラクリがあるハズだ。

まず起動フロッピーを作る。\Windows\commandにIDE用と思われるFDISKがあったので。FORMATやEZ-backupといっしょにフロッピーに移す。

ここで170MBとSCSIの両方にscandiskをかけておく。ここでSCSIが圧縮されている事を思い出した。しかし後で何とかなるだろう?失敗に備えドライブ全体をネットワーク経由で他のマシンに送っておく。特A級パソコン医局員を目指すには慎重さが大事だ。

さてBSをバラす。IDEケーブルには一個しかコネクターが無いし電源コネクターも不足だ。170MBドライブは日の丸電気製だった。おそらく最新技術をトレースするための習作で利益は考えていないのだろう。170MBを500MBに交換しフロッピーから立ち上げる。FDISKでパーティションを切り、フォーマットしてシステムを転送し、とりあえず500MBから立ち上がるようにした。

さあ引っ越しだ。IDEケーブルと電源の二股を持ってきてデージーチェーンする。500MBのマスター/スレイブ設定はドライブにマジックインクで大書(私の習慣)してある。170MBにはジャンパーは無くDIPスイッチがあるが設定が不明である。いろいろ試すが両方を認識しない。あるいはそういう仕様なのだろうか?

ちょっとお茶を飲み考えた。そうだ!ネットワークで引っ越しすれば良いのだ。500MBを他のAT互換機につなぐとパーティションは認識するが内容が見えない。当たり前の事だが、ファイルシステムの仕様が違っていたのだ。もう一台のPC9821APはSCSIオンリーで役に立たない。

再度お茶を飲み考えた。そう言えばまだCD-ROMに手を着けていない。ハコを開けるまでIDEとCD-ROMはマスター/スレイブになっていると思っていたが、コネクターは別だった。CD-ROMの代わりに500MBをつなぐと、Bドライブとしてあっさり認識された。日の丸電気はIDE同志の相性を考えてIDEコントローラーを2系統用意したのだろう。

170MBをプライマリーにつなぎ、セカンダリーの500MBへ内容を引っ越しする。引っ越しはEZ-backupで一発で、お茶を飲んでダベっていればOKである。

今度は500MBをプライマリーにつなぐ。DOSが立ち上がるが、Win95は立ち上げ中にコマンドラインに戻ってしまう。レジストリー障害とか言っている。F8でコマンドモードに抜けるとCD-ROMは読めるので、この際アプリ整理も兼ねて修復セットアップにした。当然ドライバーは新しいものを使う設定にした。これもお茶を飲んでる内に終わり、引っ越完了だ。

と思ったが、B:の圧縮ドライブの中身が見えない。ちょっと冷や汗が出たがドライブスペースを起動し、B:の取り付けを選んで再起動すると読めるようになった。システムはなかなか快調で、OFFICEもNetscapeも大きな画像が無い限り耐えられるレスポンスだ。スワップファイルが遅いSCSIからIDEに引っ越した事も効いているようだ。

長い間ほっておいた間に、おまけCD-ROMやH-CD-ROMからインストールされたと思われるゴミが多数たまっていたので掃除した。さらに、

486DX-2(66MHz)でWindows95が快適に動くナゾ

のチューンを施した。

マシンの整備にもいろいろな考えがある。ハードを増強する、という考え方もあれば、アプリを整理してリソースに余裕を創り出すという方法もある。今やパソコンは十分なマルチメディア、通信能力を持っているので、風水学的に軽量化で21世紀への延命を図ることにしたい。

例えば、MS-OFFICE-97をOFFICE-95に戻せば数百メガバイトのディスクスペースが空く。動作は軽く快適になる上にバグが少なく、おまけに余計なイルカやイカが出てっきて仕事のジャマをしない。WORD-95のファイルならワードパッドで読めるので、パソコンを選ばない。

ブラウザー類もver.4よりver3.04の方が軽快で安定している。プラグインも何の問題も無いし、もし仮にver4を要求するページがあれば無視すれば良い。見る方の都合を考えないホームページなどロクな物は無い。リソースを軽量化すれば、多くの古いマシンが21世紀の夢を見ることができるだろう。

それにしても日の丸電気は頑固だ。過去、CPUからチップセット、グラフィックチップにFDD,HDD、モニターにプリンターまですべて自製し、さらに独自のWin95を維持し、さらにWin98まで供給する会社の頑固さは、パソコン小宇宙を形成している。PC9821という型番自体が、21世紀まで小宇宙を守る決心の現れだったのかも知れない。

あきれはてて言葉も無いが、AT互換機を売りながらBIOSやドライバーをきちんと供給しない会社よりは遙かに立派な事は確かだ。

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September 1
証券会社との付き合い方のナゾ

Webmasterが大学院の苦学生だった時から証券会社との付き合いを初めてもう15年以上になる。その動機は小遣い稼ぎ、ということもあるが、経済とか金融とか自分の疎い分野の勉強の意味があった。当時私が懇意にしていた本屋のナゾにでてくる資産家X氏が教えてくれた。

”山本さん、証券会社に任せてはいけませんよ。それから電話でも店頭でも証券会社との交渉は全部メモしなさい。”

それに従って、Webmasterはすべて大学ノートにメモしてきた。ファミコントレードで注文する時は、画面をビデオに記録した位である。今でこそ毎月報告書を送ってくるが、当時は取引が無ければ残高の報告は無かったのである。全ての取引や銀行への送金依頼が電話一本で済む、という世にも不思議で便利な世界であった。

先日日光証券から”インターネットに移行するのでファミコントレードは廃止する”との連絡が来たので、やっとこの会社とも縁が切れそうでホっとしている。ファミコントレードは、ファミコンに専用モデムと電子カードを差すと、情報サービスと注文、残高確認ができる有料サービスである。チャートが一瞬にして引けるスグレ物たったが、市場概況や見通しが証券会社的でまったく役にたなかった。

現在のインターネットでも各証券会社の市場概況とか見通しがあるが、その質と量はどれも??である。まだ日計新聞や旭日新聞、そしてyahooのWebの方が遥かに役に立つ。

昨今の不詳時が続いたあともこちらは変わっていないようだ。外資と提携したらしく不安である。プログレ1台分の証券と投信をここに置いていて大丈夫だろうか。もう一社取引があった山容証券はすでに無くなってしまった。

そこでこちらをクリックするとグループのホームページに繋がる。バブルが縮んだり膨らんだりしているデザインで業界の浮沈を示しているのだろう。さっそく日光証券をクリックすると、(以下ママ)


”当ホームページは最新技術のマクロメディア・フラッシュを用いて制作しております。 
(バナー)マクロメディアのダウンロードのページへ行きます。 フラッシュプラグインをお持ちでないの方は
こちらをクリックしてください。 
なお、ナビゲーションに関して不具合が生じます場合はグラフィックでご覧くださるようお願いいたします。”

と書いてある。自分の口座の残高を見るためにはマクロメディアフラッシュをダウンロードしなければならないようだ。メディアやデザイナ関係がページに凝るのは商売だから仕方がないが、くだんの最新技術も会社の英語表記が出てくるだけだ。

ノルマ証券や、ダイヤ証券のページは抑制が効いていて、変なプラグインを要求したりしない。さらに両社のトップページには市場指数が載っているがここにはソレが無くて、かわりマクロメディアフラッシュというパソコンのコヤシ(PAT PEND.)がある。

メニューもすべてのボックス内を見ないと、どこに何があるのかわからない。試しにマスターインフォメーションから金融市場レポートを選んで見よう。アクロバットリーダーのボタンがあるだけで、ちょっと見では肝心のリポートへのリンクはどこにも無いように見える。探してみよう。

見つけてクリックすると、出てくるレポートが3月20日付けである事に気付く。驚いてはいけない。金融市場レポート最新号の日付は去年の春だ。

以前、こちらに書いた事の後、とんでも無い事になった。もう時効になったので書いて良かろうが、このリンクから日光の某ページに飛べないというタレコミがあった。またあるドメインから日光の某ページに飛べないが、別のPROXYを通すと読めるというタレコミもった。詳しい人に聞くと、HTTPDかPROXYで特定のIPかそのリンクにリジェクトをかけているのではないか、と言う。

そこで試してみたのが下の画像だ。238が当時ページを置いていたサーバーのIPである。IPやブラウザー、ネットワークカードや端末マシンを変えながらアクセスしてみた結果の一部を、winipcfg.exeの表示と一緒にお見せする。特定のIPを蹴っているように見える。その意味と波紋については、Webmasterは担保しない。

株価と同じように、ホームページの質や振る舞いも評価の対象となる時代が来ている。

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