市販の触覚提示用振動モータの周波数特性の評価
よく使われる以下の6つの触覚提示用振動モータの周波数特性を測定してみた。
従来ネット上には各振動子の特定の条件に対する断片的な情報しかなく、
振動子間の特性を比較するのが困難だった。
そこで共通の測定環境を作り、特性を計測してみた。
- Force Reactor
- Haptuator Mark2
- Haptuator MM3C
- TacHammer
- LD14-002
- VP2
測定環境
- 振動子は糸で吊られた状態で静止させる。
- 振動子には加速度センサ(MPU-6050)を貼付する。
- 振動子への入力はM系列信号とする。
- 振動子の主軸方向の加速度の実効値(RMS)が、
0.2G~3.0Gまで0.1刻みごとになるようM系列信号を増幅し入力する - アンプ(LP-2024A)や加速度センサの重みや糸の張力などの
もろもろを含むシステムとしての特性を評価する。
なお各振動子ともに個体差・経年劣化があるのであくまで参考値ということでお願いします。
（例えば手元の2つのForce Reactorは共振周波数がかなり違ったりします）
結果
電子回路の授業を受ける
D論のすき間時間にMOOCSで電子回路の授業を受けたメモ。
学部で機械工学科にいた時に一応授業があったような気がするがほぼ忘れている。
単元はこんな感じ。
1: 電子回路を学ぶ上での基礎知識
- 重ねの理
- 電圧源や電流源が複数存在する回路網内部の電圧・電流分布は、これらの電圧源・電流源が単独で存在する場合の分布を重ね合わせたものに等しい。ただし、電圧源は短絡除去し、電流源は解放除去する。
2: 演算増幅器と増幅回路の特性
- 反転増幅回路と非反転増幅回路の違いは入力インピーダンス
- スルーレート
- 出力電圧の変化の速さの最大値
- ボルテージフォロワ
- 非反転増幅回路の特別な形(電圧利得1倍)
- 入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低い
- バッファとして使われる
- http://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame3/voltage.html
- コンパレータ
- 負帰還をかけずに演算増幅器を使用。入力の基準電圧に対する工程により出力が+か-に振り切れる
- 加算回路
- オペアンプの入力電圧が短絡することを活用
- ミキサーで複数の音を混ぜるときに使われる
3: トランジスタの種類と特性
- トランジスタのベースには電流が流れる。
- MOSFETのゲートには電流は流れない。すなわちインピーダンスが非常に高い。またソース電流=ドレイン電流となる
- エンハンス型MOS FETと違い、ディプレション型MOS FETではゲート・ソース間電圧が0でもドレイン電流が流れる。
- 接合型FETは、ゲート・ソース間電圧が負でないと使えない
4: MOS・FETによる増幅回路
- 交流的には直流電源はショートしていると考える。
- ドレイン接地増幅回路
- 出力インピーダンスが低い。入力と出力が同相で電圧利得がほぼ1⇒電圧バッファとして利用される
- ゲート接地増幅回路
5: バイポーラトランジスタによる増幅回路
- コレクタ接地増幅回路はエミッタフォロワとも呼ばれる。出力インピーダンスを低くできるが、電圧増幅作用はない。
- ベース接地増幅回路はあまり使用されない。入力インピーダンスがとても小さい。出力インピーダンスはとても大きくなる。望ましくない。カスコード接続では重要。
6: 増幅回路の縦続接続、帯域幅、差動増幅回路
- 縦続接続
秋月のTA7368アンプキットを組み立てる
秋月のTA7368アンプキットを組み立てる。
こういうキットで組み立てるのは初めてなので色々勉強になりそう。
説明書を読む
注意点
- 半固定抵抗・電解コンデンサは極性があるので向き注意
- 背の低い部品からはんだ付けする
組み立てる
3分クッキング
手持ちのスピーカーに繋げたらちゃんと音量操作できた。
定本 トランジスタ回路の設計 第2章 増幅回路を動かす
仕事のすきま時間で進めているD論執筆の、
さらにすき間時間に息抜きとして「定本 トランジスタ回路」を読んでいる。
2章のメモ
- トランジスタのベースにバイアスをかける電圧をバイアス電圧という。
- 入力のところにあるコンデンサはベースバイアスをカットして、入力端子に加えられた交流成分だけを通過させるコンデンサで、カップリングコンデンサと呼ばれる
- トランジション周波数とは、交流的な電流増幅率が1になる周波数のこと。エミッタ電流によって変化する
- 小信号エミッタ接地増幅回路のエミッタ電流の相場は0.1~数mA程度
- カップリングコンデンサと抵抗でハイパスフィルタを形成するので、コンデンサの静電容量を小さくしすぎるとカットオフ周波数が大きくなって低い周波数が通りにくくなる。
- ミラー効果...トランジスタ内部のコンデンサが関係している（あとでかく）
- 直流的な電位関係を崩さずに増幅度を大きくしたいときは、エミッタ抵抗に抵抗とコンデンサを並列に接続するか、エミッタ抵抗を分割して片方をCで交流的に設置する。
- dBVは1Vを基準にして表す単位で0 dBVが1V, -135dBVが0.18μV。
- 全高調波ひずみ率（THD:Total Harmonics Distortion）は、入力した信号(正弦波）の高調波がどの程度発生するかを表す特性
