DM：スピードガンマン(DMはディレクターズモータ)

夕方ドライブしている最中にな
救急車も通っていないのに
今朝すれ違った救急車の幻聴が聞こえてきたから
その救急車で助からなかった霊のためにも
ドップラー効果について考えてあげようと思ったんだ

音源の速度をvs
観測者の速度をvo
音速をc
とすると
音源の周波数fは

f'=f(c-vo)/(c-vs)
のf'に聞こえるってのがあるよな

まあこれは光のドップラー効果については例外なんだが
似たような式であるとして
たとえば車程度の速度を音のドップラー効果で測るべきか
光のドップラー効果で測るべきかを考えるとき
まず車の速度により近い音速のほうで測るべきだとは思うわな

たとえば61km/hの車にスピードガンを当てて速度を測りたいとする
音速はちょうど340m/sだったら
61km/hは約17m/sだから、音速との比は20：1
スピードガンから出た音波は車から見ると相対的に音源が移動して見えるだろうし
車に反射した音波をスピードガンで観測する側はこれまた音源が移動して見えるだろうから

スピードガンが出した音の周波数をf0とすると
車が聞く周波数f1はvs=61km/hで

f1=f0/(1-vs/c)

スピードガンが聞いた音の周波数f2はこれまたvs=61km/hで
f2=f1/(1-vs/c)=f0/(1-vs/c)²≒1.11f0
これはだいたい半音1個分の音階の差に相当するが

これを機械で観測できるようにするためにはどんな構想が必要か、考えてみた。

まず、車に当てられるほど大きな音量が必要。
しかし、それでいてうるさくないようにするためには、20kHz以上の高周波であることが必要。

また、1m程度の物体で回折を起こしてほしくないので、100kHz程度なら波長も3mm程度となって、ちょうどよいだろう。

この信号を発振回路で出してやって、スピーカーにつなぎ、メガホンで指向性をよくして車に当てる。
それをマイクで受信して、発振した信号との積を取る、つまりAM変調してやると、うなりの成分がちょうど10kHzくらいで可聴域なので、オシロがなくてもパソコンの録音端子にぶっこめばなんとか周波数解析が可能だ。

また、簡素にしたいために発振回路を矩形波発振に、信号の乗算つまりAM変調をANDにしてやれば、アナログ乗除算ICなどなくても(基本的にチョーほしいと思う人種だが)簡易なICでもできるんじゃないかと思うわけだ。
（高調波成分も線形にドップラーしてくれればの話だが）

発振回路も欲を出さなければシュミットトリガNANDで足りるかもしれない
できなければ555タイマを使うまでだ。たぶん


ANDに入力するためには、マイクで拾った音声を、増幅してから
整流してやる必要があるだろう
増幅のほうはデジタル量を扱っていると考えればそんなに難しく考える必要もなく、ただ単にスイッチングと考えるだけでいいかもしれない
そうすると整流は不要かもしれない

その信号の直流分をバイパスコンデンサかなんかで取り除いて
ローパスフィルタ(積分器)もかけてやるべきだろう
時定数は20msくらいだろうか
受動素子のみで足りるんじゃないかと目論見てみる


そんな机上の空論を、誰か具現化してくれないか
僕は･･･できないこともないが･･･なんていうか、環境が整ってない


デジタル素子でのテルミンはなぁ･･･たぶんうまくいったと思うから
できそうな気もするんだけどなぁ
100kHzくらいの発振だったら浮遊容量もそんなに気にならないんじゃないかなーとか思いつつ










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