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事前検討編の続き。ちゃんとした文章を書くのが大変なので、テキトーに・・・

これまでの道のり

  1. アンプの初段をバイパスして中段に直接音を入れるのに、手始めに外付けDCカット回路(フィルタ)を試したら、期待どおりに動いた。
  2. それをアンプに付けて試したら普通に音が出た(と思われた)。
  3. ちゃんと作ったら、なんか音がおかしくなった。。。
    • 外付けのDCカット回路が悪かったからのようだ。コンデンサの容量が大き過ぎてカットする周波数が低過ぎた。※ → 容量を修正した。 → 更に電解コンデンサは音が駄目なので止め、結局、元のコンデンサを使うことにした。
      • 事前に試した時と実際のアンプでは構成が異なるので、アンプと同様の特性にするのにコンデンサの容量が大きくなったようだ。
  4. 入力の過電圧保護回路を通し忘れたのに気付いたので通すようにした。
  5. なんか音がおかしくなった。。。 → 歪み、雑音と耳閉感の泥沼・・・
    • 出力に直流や超低域が出ているせいかと思った。
  6. 測定・試聴と修正・調整の繰り返し。
    • DCカットコンデンサの問題?: TDKのものに換えたら、なんか嫌な音になったので戻した。
      • 内部コンデンサを使うようにしたら、歪みが増えた。(初段をバイパスした場合や初段のゲインを下げた場合)
    • 初段を低ゲインにした場合、出力の振幅が105dB(-18dBFS)までは、なぜか歪みが小さい。: 耳閉感にはあまり関係なさそうだが、謎。
    • オフセットの問題: 調整しても特性や聴感に変化がないので、実害はなかったようだ。
  7. DCカット回路の前にバッファがあったほうがいいのかと思い、初段のボルテージフォロア化(ゲインを1にする)をしてみたが、無事失敗。。。 → どうにか、切ったパターンをリード線で繋いで復旧した。(写真のR9とR5から上に伸びる銀色の線)
    • ボルテージフォロア化した場合、電源を入れて少しすると発振する。
      • DCカットコンデンサを通すと発振する。
    • 初段の出力をDCカットせず中段に直結するか、抵抗を介して中段に接続すると発振はしないが、オフセットが-0.3Vと大きくなる。: 何かが駄目な感じ。
      • その後、「ユニティゲイン(1倍)で安定する」オペアンプ(という選び方・カテゴリ)があることが分かった。今の(AD812)はそうではないような気がする(データシートにはそういうことは書いてない)。ユニティゲインバンド幅が145MHzと高速過ぎるのでは? あるいは、位相補償用のコンデンサが悪さをしていたのかも知れない。

現状

数日前から聴きつつ修正しつつ試しているが、どうにかこうにか、初段バイパス(音を1kΩでDCカットコンデンサに入力, 元のDCカットコンデンサを使う)が落ち着いた感じ。耳閉感や圧迫感が出なければOK(→ 確定)だが、耳の不調もあって、なかなか確信できない。

  • 事前検討どおり、初段をバイパスしても音量は充分で、実用上は問題ない。
    • 外付けボリューム(フォステクス)の回転角
      • 通常のポップ音楽: 9-10時辺り(出力振幅: -40..-30dBFS辺り)
      • クラシック音楽: 12時前後(出力振幅: -60..-30dBFS辺り): 12時の位置(回転角は50%)でのボリュームの通過量は15%なので、この6.7倍(約17dB)は音量を上げられるはず。
  • 周波数特性(振幅、位相)は問題ない。
    • 位相が少し改善されたかも知れない。
    • 歪みと雑音は謎(後述)
    • いずれにしても、まだ構成が確定していないので、特性の値やグラフは載せない。
  • 調整したオフセットは安定している(概ね2mV以下)。

謎、謎、謎

  • 聴いても分からないが、歪み(値)が多い感じ。ただ、少ない場合もある。
    • 全般的に、他の製品の仕様に比べて歪み率が大きい。1桁大きい感じ。: 測定条件が違うせい? 何か間違っている?
      • オリジナルの状態でも大きい。
      • → 良く調べると、そうでもなさそう。: 正直に書いてあるメーカーも、そうでないメーカーもある。書き方(測定した周波数、その時の出力、スピーカーのインピーダンスなど)が統一されていないので、簡単には比較できない。そもそも、数値と音の良し悪しは直結していない(ただ、個人的には、数値が悪いのに いい音になるとは思えない)。
    • 音量に関わらず、歪み量がほぼ一定(傾きが緩い, 小音量時は歪み率が高い)なのはおかしくないか?
      • PCのサウンドカードの特性が出ているのかと思って調べたが、驚くほど良かった。
    • ただ、出力が小さい場合に歪みが少なくなることがある。この時、オフセットが大きいようなので、回路や調整がおかしいのかも知れない。あるいは、オフセットが測定に影響していたのか?
    • 出力は電圧×電流で規定されるので、今のようにゲインが小さくて出力電圧が低い場合は、必要な電力に対する電流が足りなくて歪んでいるのかも知れない。
      • 簡単に書くと、最大出力は「すごく大きい音」を出した時の値だけど、そうでない場合はスピーカーを充分に駆動できないのではないかという疑問。
      • → その後、スピーカーは純抵抗ではないので、周波数によってインピーダンスが変化し、それが小さい場合には大電流が流れるため、たとえ振幅が小さくても出力(電力)が大きくなることに気付いた。インピーダンスの最小値がどのくらいになるのかは分からないが、"0"に近付くから出力はいくらでも必要そうだ。これを確認する方法はあるだろうか? (2/16 20:36)
  • 聴いても分からないが、雑音(値)も多い感じ。
  • DCカットコンデンサに音を入れる時の抵抗は、なぜ要るのか?
    • オペアンプが高速過ぎるため?
  • なぜ、ボルテージフォロア化が失敗したか。
    • オペアンプが高速過ぎるためのようだ。
  • 歪みなどと耳閉感や圧迫感との関連は あるのかないのか。
    • 夕方や夜に治る(減る)ことが多いのが謎。
    • 可聴域外(超低・高域)の歪み・発振などが影響している?
    • 最終段(電流増幅)や電源の容量不足も関係ありそうな気もする。

TODO・希望

  • 部品を載せたり配線に使っているICソケットをなくす。
    • 緩くて接触不良になりつつある。 → 構成・回路を確定させる(半田付けする)かブレッドボード(部品とコードを差し込んで試作回路が作れる基板)を買って それで作る。
  • スイッチでモード切り替え?: 実用性(使う機会はまずない)に比べてリスク(狭い箇所のパターンカット)が大きい。単なる趣味とか自己満足なので やりたくないが、やりたい気もするｗ
    • 理想
      • ダイレクトモード (初段なし、ボリュームなし)
      • オリジナルモード (初段あり、ボリュームあり)
    • 現状
      • ボリュームなしモード (初段なし、ボリュームなし)
      • ボリュームありモード (初段なし、ボリュームあり)
  • コンデンサを換える?
    • 元のでも充分いいようだが、耳閉感などの一因である可能性が捨てがたいので、試したい。 → 新しいものを注文した。
  • オペアンプも換える? (まず無理)
    • ボルテージフォロアができなかった時点で、「何使ってるんだかなぁ・・・」って気になっている。
    • もっとスローな(オーディオ用の)ものがいいのではないかと思うが、僕には最初から設計することはできない。
      • → もっと普通で素直・まともなアンプ(あれば)にする・それを改造する方が得策。
  • いっそのこと、アンプも換える???ｗ
    • 今のアンプの設計・実装のアラ・矛盾みたいなのが沢山見えて来て、愛着やこだわりがなくなって来た。 (「ええかげんにせい!」状態)
      • 最初にボリュームがガリッた時点で論外だったのかも知れない。
    • 耳閉感・圧迫感がアンプのせいだと分かったら、是非そうしたい。
    • 安くて手軽にいい音が出るものがあるなら、それでいいけど・・・
      • 上述のように、入力レベルが大きくて低ゲインで使う場合は、出力の電流容量を確保するため、ある程度の出力が必要そうな気がしている。
      • → その後いろいろ探したのだが、僕の気に入るものは1機種もなかった。ただ、キットで おもしろそう・良さそうなものがいくつかあった(例: LM3886TFを使ったもの, LM4766Tを使ったもの, LM1875を使ったもの, 発端となったもの(LM1875使用,やたらに高い))ので、それがいいかも知れない。
        • キットならある程度自由に改造できるのもいい。ただ、調整に必要な測定器(オシロスコープなど)はないので、組み立ててもうまく動かない場合には大変なことになる。 (2/16 20:40)
        • それに、基板だけならまだしも、ケース、電源、スイッチ、入出力端子など、周辺のさまざまなものを揃えるのはかなり大変で くじける。今のアンプの中身だけ置き換えるなら、まだあり得るが・・・ (2/17 7:50)

 

To be continued.

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by れんと | 2021-02-15 22:23 | アルバム, オーディオ, 手仕事, 日記 | コメント / Comment

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