Classiclll's Blog

an old boy

4号黒電話 機能追加 実行

 

着信ランプには少なくとも5VDC(10mA程度)の電源が必要

これを別電源(5Vアダプター)から取るのが簡単だけど別電源につながった黒電話っていうのも、、なんともみっともない

なので、どのみち重畳されてる75VACを検出しなければならないのでこれ使っちゃえ!

てなノリででっち上げたのが下記回路

改造案1

オイルコンでDCカットされたベル信号が直接入るコイルの入り口からACとって減圧後光らせるって狙い

USBはDC5VだからそのままではランプのLEDに逆方向電圧が掛かっちゃうのでUSBDCに入れる前に逆電圧バイパス用のダイオードをつけた

空中配線 その1

見事(?)な空中配線

ちょっと押し込んで信号ケーブルの穴にUSB延長ケーブルも通した

早速着信試験、、、、

見事に点滅した、、、、けど、、、ベルが鳴らない、、、

ハンマーは動いているのでコンデンサ通過後の印加電圧が低下している模様、、

なので、内臓オイルコンは諦めて別コンデンサを追加して信号ラインから直接取り出すことに

手持ちコンデンサの中からおそらく使わないと思われる電解コン(250V2.2μF)を見つけた

RC5Bシングルのヒーターはコンデンサーを介したAC点火

本当はフィルムコンのような無極性使うべきなのに初心者の悲しさ、安値に惹かれて落札したやつ

ご存知の方の想像通りヒーター点火と同時に発熱ー>爆発してトラウマになってた

有極性の電解コンもマイナス同士をつないで直列にすると無極性使い可能なのもあとで調べて理解してるけど、上記トラウマがあって引き気味、、、

しょうがないので基盤外しの短足ダイオード使ってブリッジ整流することにした

改造案 2

ブリッジデザイン

回路が複雑になったので純粋空中配線だと心もとない

どうしようか、、、って目をつけたのが「丈夫な端子板」

Lラグつけてみたら高さ方向も含めてなんとか収められそう、、

ってことで実行

見事(?)な空中配線

やっとできた、、、、完成!!!!

www.youtube.com

4号黒電話 機能追加構想

十数年前WiiリモコンProce55ingを繋ぐライブラリを作って遊んでた

classiclll-jp.hatenablog.com

これについては昔の投稿に任せるとして

 (ライブラリはまだあるけどサンプルスケッチはジオシティサービスとともに失われて久しい、、)

サンプルスケッチの中で赤外線LED2個を使った3Dマウスを作ったことがあった

classiclll-jp.hatenablog.com

そのとき赤外線LEDに換装する目的で2本のUSBライトスタンドを仕入れていたんだけど手付かずで残っていたのがこれ

居場所がなかったUSBライト

これを使って着信ランプを作りつけてつけてやろうかな、、、と

 

4号黒電話 原因判明ー>鳴った

コイル、コンデンサ、配線、ベルなどは異常なしが確認できたので

まだチェックすべきところは、、、と回路図を見直してみると、、

発見!!

入力端子が3つ(シロ、ムラサキ、ダイ)!!!

じゃあ、って 現物見ると、、、

入力は確かに3端子あるけど、、、

接続されてるのは白ライン->シロ、と赤ライン->ダイの2箇所のみ、、ムラサキは開放

ラインからコンデンサーを通してコイルに至るルートが繋がってない!!

、、、そりゃ鳴らないわな、、、てことで、

短絡した

ムラサキとダイを短絡した、、、

 

恐る恐るレンタルユニットにつないだら、、、着信ベルが鳴った〜、、、

懐かしい、、、

 

せっかく(?)なので、着信ランプも付けてみようかと、、、

 

修理着手 4号黒電話

ググったところ、、2本のメタル線には

 ・48VDCが交換機から給電されている

 ・極性は反転することがある

 ・着信時には48VDCに16Hz75VrmsACが重畳される(ベルの駆動信号)

らしいので、着信ベルが鳴らないのは

 ・レンタルユニットから16Hz75VrmsACが重畳されてない

 ・電話内部のコイルの断線

 ・電話内部の打鈴機構の不動

 ・電話内部コンデンサ等の不良

があり得る

まずはレンタルユニットのモジュラーにテスターをあててみた

、、ちゃんとDCも、重畳されたACも来てるみたい、、、

(レンタルユニットはACアダプターからのDC給電なのに内部でちゃんと48VDCや75VrmsACを作ってるんだ、、、これもちょっとびっくり)

で、開腹手術に着手

4号黒電話の内臓

ごっ、ごつい、、、

昔の工業製品(特に官製品)、コスト軽視で無骨だけど頑丈で信頼性を極力高めてあるのが多いけど、まさにこれはその粋

上部殻の中に回路図が貼ってあった、、、当時モノだね

4号黒電話 回路図

確かに48VDCに16Hz70VACが重畳された入力信号からベルの右上にあるオイルブロックコン(1.8μF+0.9μF)の0.9μFを通して直流分がカットされた16Hzの信号がベルのコイルに入っている

アンプで言うところのカップリングコンデンサ、ね

LCFテスターでオイルコンあたったらちゃんと容量がある(さすが!)

テスターであたったけどコイルにも断線なさそう、、

で、手持ちのトランス(100V:32V)をコイルにつないでみた

、、、ベルはならないけどハンマーはちゃんと振動してる、、、

定格の半分しか印加しなかったのでこれは正常と判断

 

、、、じゃ、どこが悪い??

次は、4号黒電話(あるいは4号A卓上電話機)

会社を退職したあと40年ぶりに実家に戻って暮らしている

実家は西南の役に焼け落ちた家屋に替えて周辺地区の焼けなかった家屋を移築した

と、聞いている

だとすると築150年以上となる計算

   (登記簿みても明治34年=登記制度開始時期からしか記録が無い)

地震で大規模半壊とはなったけれど健気に耐えて、現在は補強&リフォーム済み

大学進学で上京するまでずっと住んでいたところなので、いまもっても懐かしい

小売をやっていたので電話は物心ついた時からあった

当時の市内局番は2桁

さらに、その当時残されていた古い販促物に1桁の市外局番で記載されていたのを覚えている

その番号はたまたま今でも(NTTに基本料払ってて)市内局番3桁として生きていたので

補強&リフォームにあたって当時の黒電話(透明ダイヤルの600形じゃなく金物ダイヤルの4号黒電話)を復活させたくなった

それでまたヤフオクあさり、、2K〜20K円と開始値が様々

程度良否に加えて動作保証があるかどうかが値段の分かれ目

二桁K円は避けて動作保証は無いものの見た目良さげなものを4K円で落札したのがこれ、まさに子供時代に触ってたやつ

4号黒電話の勇姿

家具磨き等で一生懸命磨いて少しツヤも出てきた

リフォームにあたって実家のメタル回線を解約したのだけど、その際光電話にMNPした

 

早速光ユニットのモジュラージャックにつないで動作確認

 1.送話 :良好(携帯にダイヤルするってこんなに大変とは、、、)

 2.受話 :良好(受話器の重いこと、、、)

 

だけど、、、「受信ベルが鳴らない」、、、って致命的じゃん、、、

 

なので修理に着手した次第

 (局線=NTTメタル線に修理/改造機器を接続できるのは有資格技術者のみという法律が今でもある)

 (メタル線にはNTT局舎から電力供給されていて、ショート等させたら大迷惑になるからだと理解)

 (だけど、うちは光だから問題あっても接続業者レンタル品のユニット止まり)

 (だから法令違反にはならないと勝手に解釈して作業を進める)

真空管/OPT組み込みできた〜

真空管アンプは作ってる、、、

LTSpiceは使ってる、、、

のに、LTSpice真空管アンプのシミュレーションができない状態が続いていた

  Web上でMacでの活用例の公開が少ないのも一因かな、、、

でもここのおかげでやっと真空管アンプのシミュレーションができるようになった

真空管モデルとOPTモデルのテスト

作業はまだいっぱいあるけど、Ayumiさんの貢献成果を享受できるようになった

真空管アンプの「しくみ」と「基本」

 

組み込み作業手順が確定したので備忘録でまとめておく

 

Ayumiさんの提供はLTSpice(Analog Devicesが無償提供&サポート)ではなくオリジナルのSpice用の真空管モデルとOPTモデル(xxx.inc)のみなので、若干の準備(これが曲者)が必要

以下は全てテキストファイル、なのでテキストエディットで編集できる

 

1.真空管モデル組み込み

⑴モデルファイル(.inc)

真空管モデルに入っている数式の記法をLTSpiceに合わせるため文字列"^"を文字列"**"に変換する

 保管場所はLTSpiceのライブラリー(lib)配下のサブ回路(sub)フォルダ

 私(OSX 10.11.6、、古い!!)の場合は

  /Users/ユーザー名/Library/Application Support/LTspice/lib/sub

 この中にサブフォルダ(例えばTubes)を作って格納しておいたほうが後で楽

⑵ シンボルファイル

 加えて、図面に配置するためのシンボル(.asy)ファイルが必要

 こちらはLTspice/lib/sym/Miscに格納されている以下の3つから必要に応じて選ぶ

   triode.asy(三極管)、tetrode.asy(四極菅)、pentode.asy(五極菅)

 選んだファイルをエディタで開き

SYMATTR Value 2A3
SYMATTR Prefix X
SYMATTR Description High Performance Audio Power Pentode
SYMATTR ModelFile Tubes\2A3.inc

 のように下線部を変更(subにサブフォルダTubesがあることを前提)し

 LTspice/lib/sym/Tubes(こっち=symフォルダにもTubes作っといて)に菅名つけて保存(この例では2A3.asyで保存)

 

2.OPTモデルの組み込み

 真空管モデルと同じ手順だけど、少し違う

⑴モデルファイル(.inc)

 保管場所は真空管と同じ(LTspice/lib/sub)、こちらは置換は必要ない

 LTspice/lib/subにサブフォルダ(例えばOPT)を作って格納しておいたほうが後で楽

⑵ シンボルファイル

 図面に配置するためのシンボル(.asy)ファイルはこっちにも必要

 だけど、、、元になる.asyが無い、、、

 で、こちらで提供されているOPT用の.asy雛形が利用できる(感謝!!!!)

   シングル、Sg付きシングル、プッシュプル、Sg付きプッシュプル

 の4種(6ファイル)を公開してくれている

  (pp_opt1.asy,pp_opt1_sg.asyよりxxopt2xxシリーズのほうがAyumiさんのモデルと相性=パラメータの対応、が良いみたい)

 真空管モデルと同様、symフォルダにもサブフォルダOPTを作って格納しておく 

ターゲットとなるトランスタイプに基づいて雛形を選んでエディタで開き

SYMATTR Value F-483
SYMATTR Prefix X
SYMATTR ModelFile OPT\F-483.inc
SYMATTR Description TAMURA F-483 Double-ended Vacuum Tube Type Output Transformer  5K:8 30-100K 8W

 のように下線部を変更し、LTspice/lib/sym/OPTにトランス名をつけて保存(この例ではF-483.asyで保存

!!!.incのパラメータの並び(.SUBCKT F-483 P1 B1 B2 P2 S1 S0)と.asyのPinの並び(PINATTR SpiceOrder xx)が意味&図形表現の上で一致していることが重要

 

以上でめでたく最初の写真のようにシミュレーションができるようになった!!

 

、、、、、、やっと小学校卒業と言えるかな?

基本素子の熱雑音モデル、あるいはオペアンプによるT-FF(追記あり)

現在(本当にリアルで進行中の)アンプ構想にどうしても必要なのがT型フリップフロップ動作

ロジックIC(JK-FFあるいはD-FF)があれば簡単に実現できるんだけど手持ちが無い、、

で、余ってるオペアンプ4回路入りのICだけで作れないかサーベイして、やっとたどり着いたのが下記回路

T-FlipFlop with only Ope-amps

ただ、上の回路は本質的に発振器(マルチバイブレータの一種?)なので発振開始の可否は各素子の初期状態に依存する

現実世界のアナログ素子は初期状態が不定(ノイズが乗ってる)なのでちょっとつつくと発振を起こせる(はず)

一方、LTSpice素子の初期状態は「不定」ではなく「一律」なので上記回路ではうまく発振が起こらない

しょうがないから熱雑音(相当のホワイトノイズ)を帰還抵抗にのせてみたらうまくいった

  、、、けど、ちょっと回路的に不安定そうなのでやっぱロジックIC調達の方向で、、

 

ひょっとして、これって真空管プリアンプやメインアンプ初段にのる無視できない熱雑音のモデルに使えるかも、、、

って思ってアップしてみた

とりあえず、抵抗モデルのRegistanceValueに、いつも入れてる固定値じゃなく以下のようなSpiceの計算式を入れればおk

   R=33k*(1+0.1*white(2*pi*5k*Time))

抵抗以外にもコンデンサーやコイルにも使えそうだけど電源Volには使えなかった(ビヘイビア電源bvてのが別にあって、それなら使えるみたい)

(6/6追記 熱雑音等の素子に起因するジョンソン・ノイズ、ショット・ノイズおよび1/f(フリッカ・ノイズ)の解析用にノイズ解析モード.noiseが標準で用意されてるのね、、、上記は余計だった、、、)

追記

1個のオペアンプで実現してるのを見つけた!

オペアンプバージョン

これ、すっきりしてて安定度も高そう、、、高速オンオフには向かないけど、、

、、、でもロジックICすでに落札しちゃってる、、、

(なんか、すごくオペアンプを勉強してる気分)