Archive for 2月, 2021

「頓挫詐欺」とも言える次期アンプ

ものすごく調べ・検討して、一番の問題だった電源が何とかなりそうなことが分かった。ケースも何とかなりそうだ。ゲインが10以上と大き過ぎるのは どうにもならない。が、それでも進めたくなっている。

それで、次期アンプを実行する理由付けに、今のアンプが駄目なこと・換えるメリットがあることの確認をした。

  • 今のアンプは全く駄目ではないが、いろいろ 気に入らないところが出てきたり、いい加減なところが分かって来た。
    • ガリのあるボリューム: 最初から
    • オペアンプ: ビデオ用を無理して使っている?
      • その理由はA級だからだが、ここがそうでも終段がAB級では無駄では?
    • 電源: 変動に追従しているのか?
      • 電源コネクタ: 貧弱な作りで24V, 2.7A= 65Wも通るのか?
        • DC-DCコンバータは30Wなので、65Wなんて無意味な気がするし。
      • もしかしたら、耳閉感に関係があるかも知れない。
    • 安定性に関する疑問
      • 以前からそうだが、音を出していても冷えていることが多いのに、無音状態でも温かいことがあるのは、耳に聞こえない領域で発振しているのかも知れない。
      • これも耳閉感に関係があるかも知れない。
  • 5年くらい使ったので、「償却」できた。
  • 換えるメリットは「音が良くなる可能性」(余り期待できない)。
    • メリットは余りなくても、趣味で作ってみたい。
    • 自分で改造できるのもいい。

まあ、恣意的なところはどこかの閣議決定と似たようなものでw、要は遊びたいのである。アンプを作って(組み立てて)音がすごく良くなるとは思えないが、おもしろければいいと思うのだ。

 

それで、より具体的に検討し、必要な部品類やケースのサイズを確定させるため、構成・配線図部品配置図を描いた。

注: 配置案1, 3-1の日付が誤っている。正しくは"2021/2/26"。

部品配置は最初は「普通」にしたのだが、微妙に収まりが悪くてケースのサイズが大きくなってしまうことが分かったので、アクロバティックな配置を考えてみた。リップルフィルタが大きいので、(底面が広いので)上下逆に設置し、その上にDC-DCコンバータや電源基板を載せる。DC-DCコンバータは幅が広くて基板から少し はみ出るので、端子を基板の外に出して半田付けする。。。 このとおり作れる可能性は低い気がするが、挑戦したい。

いつものプログラム同様、ここまで来たら できたも同然の気がするので、「あとは やっといてー」にしたいなあ・・・

(2/27 17:02) 書いてから更に配置の最適化や冷却の簡素化をして、ついに当初のアイデアだった、手持ちのIntel SSDの3.5インチドライブアダプタ(マウンタ・ブラケット)上に収めることに成功した(ただし脳内でw)。ぎゅっと凝縮した感じでなかなかいいが、実現可能だろうか??

もちろん、最初はケースなしで(「バラック」で)作り、「できた配置」が収まるケースを探すつもりだ。

今はいろいろな部品の仕様がネットで入手でき、写真や外形図も容易に手に入るので、それらをコピー・ペーストしてスケールを合われば、上のような趣味レベルでは充分正確な配置図が手軽に描けるのが、ありがたい。

 

なお、中核となるアンプキットはオーロラサウンド(以下、音松)のSP-100にした。いくつか比較したが、ここが一番信頼できそうだからだ。例えば、質問にちゃんと回答してくれた。ある会社は、質問全部に答えないとか誤解させる中途半端な回答をするので、こちらの知りたいことが分かるまでに無駄な手間が掛かった。そもそも、詳しい資料なしで売って(「基板の印刷を見て組み立てろ」)、問い合わせ対応しないキット(会社)もある。

それから、音松に決めたあとに検討していて分かったことだが、回路設計も真っ当に思える。というのは、Taming LM3886というサイトの"Stability"の"The Influence of Circuit Layout on Stability"に

LM3886のフィードバック抵抗は、直近に横に2本置くべきだ。

(大意) のように書いててあるが、僕が見たキットはどれも守っていない。大抵、どうしてか、上記ページの"Poor layout"のように、抵抗を縦に、しかも結構離れたところに配置している。音松のキットは抵抗値が見えないので確かではないが、LM3886の直近に横に2本抵抗があるのは見えるので、上が守られている可能性が高い。まあ、"Taming LM3886"が正しくないとか余り意味がない可能性もあるが、それ以外にも回路設計がちゃんとしている、端折り・手抜きがないように感じられたのが決め手だった。ただ、他に比べて随分高いのが難点だ・・・

 

それから意外だったのは、電子部品は買う会社によって随分価格が違うことだ。同じものでもかなり安いところがあるし、同等品ならすごく安いところがある(例: 秋月電子通商)。ただ、どこも送料は ちゃんと掛かる。なお、電子部品に関しては、Amazonは何でも高かった。例えば、スピーカー端子を見たら軒並み高くて(例: 数百円/個)全然話にならなかったが、秋月だと100円くらいだ(ただし、同じ物ではない)。「未だに数十年前の値段でやっているの?」と褒めたいくらいだ^^ その他も同様に安い(例: 結構大きいアルミの放熱フィン(配置図にあるもの)が1個130円)ので、送料が掛かっても秋月を多用することにした。

 

なお、予算は当初は1万円以下だったが、その後、電源が高く付くことが分かったので1.5万円に引き上げた。しかし、現段階で初回注文(ケースなどは なし)は約2.4万円と、どこかのオリンピックみたいなことになっているw

 

というところで、そろそろ部品を発注する段階なのだが、その前に今のアンプの仕上げ・まとめをしておかないと中途半端のまま放置しそうなので、明日にでもやりたい。初段をバイパスして試しているが、音は随分落ち着いて来た。耳の調子が悪かった影響は大きかったと思う。

 

それから、僕らしくなく、まだアンプに名前がない。いつまでも「次期アンプ」とか"New amp"では分からなくなってしまうので、とりあえずは"LM3886 Amp"としているが、おもしろくない。まあ、自分で回路を考えた訳でもないから、これでもいいのかな。

 

PS. 使おうとしているアンプIC LM3886の番号に見覚えがあると思ったら、大昔のアンプIC LM380の系統らしい(とは言え、中身は全く違うが)。何の因果か、僕は中学生の頃に、雑誌を見てLM380のアンプを作ろうとした。しかし、なぜかうまく動かなかった(最初は動いたが、いじっていたら壊れたのかも知れない)ので、同じICを使うキットを買って作って誤魔化した。さすがにキットはちゃんと動いたw

今回は そんなことにならなければいいがね・・・(爆)

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(「岩を穿つ」しか思い出せなくて検索したら、上と、それに似たのと「雨垂れ石を穿つ」が出て来たが、どうも僕の知っているのと違う気がしている。)

先日、奥歯の被せものが割れてしまった。食事をしていて、ほうれん草の胡麻和えを(普通に)噛んでいたら、詰物が外れたような なんか嫌な感じがしたので、(怖い気分ではあったが)口の中のものを出して見たら、下のように奥歯の詰物がぱっかりと割れていた。前後方向に綺麗に半分に。

奥歯のジルコニアの被せ物が真っ二つに割れた。

これにする時、「ジルコニアはすごく硬いから 一生ものですよ」みたいに言われたのだが、見た感じはプラスティックみたいだ。断面が鋭い(フロスがこの歯で簡単に切れてしまった)からプラではないのだろうが。

割れないはずなのに なんか騙された気分で嫌だったが、このままにするのは良くないから、急いで歯科に診てもらったら、医師も「すごく硬いから滅多に割れないのに・・・」みたいに驚いていた。※ 硬い物が割れたので、歯根の破損が心配だとレントゲンで確認してくれて、問題なかったので安心した。

※その証拠に、ジルコニアを外す(削る?)器具(先端のドリルみたいなもの?)がないので注文すると言っていた。

不思議なのは、それほど硬いものなのに、割れた時は全然力を入れていなかったし、何も衝撃がなかったことだ。それで「なんで割れたんでしょうね?」と聞いたら、推測ではあるが、これの上の歯の詰物が金属(銀歯)で若干鋭い箇所があるようなので、それで何度もピンポイントで力が加わり続けたためではないかとのことだった。まあ、金属疲労に近いものだろう。

それで、題の言葉が頭に浮かんだ。

 

丁寧に診てくれた(上のように、ない器具を取り寄せてまで治療しようとしてくれる)が、入れてから数年間経っていて保証期間が終わってしまったので、無料で交換はしてくれない。まあ、物はいつかは壊れるから仕方ないが、ジルコニアは高い(数万円)のが割れた直後からの憂鬱だった。

その出費のせいで(あと、今年は車検もあるし)、「次期アンプは見送りかなあ」とも思い掛けた。

が、その歯科は、近頃、奥歯にレジンを使う方法も始めたようなので、それも提案された(あと、「銀歯」も)。レジンは保険が効くのでありがたい。

僕としては、ジルコニアにした時も、硬さよりも保険の金属(これも硬い)が嫌だから選んだだけなので、今度はレジンにしようと思っている。レジンは割れやすいとのことだが、硬くて歯や骨の負担になるよりはいいと思う(その医師もそういう考えのようで、なかなか真っ当だと思う。)。

レジンは弱いとは言え、その時の説明で出た数値(硬度なのか剛性なのか、それ以外かは不明)は自然の歯よりは硬いようだ(2倍くらいだった)。ただ、数値が対数で効くのかも知れないし、硬さ以外の要素もありそうだ。ちなみに、ジルコニアは歯の10倍か100倍くらいの値だった。

逆に、レジンは簡単に言えばプラだろうから、金属やセラミックより柔軟性があって いいこともあるのではないかと思う。あと、歯への密着度は高いはずだ。僕はそっちの方が好きだ。

 

てな訳で、次期アンプは しぶとく生きているw

 

PS. 今まで知らなかったのだが、保険外の治療には消費税が掛かるようだ。今日、ジルコニアの費用の説明をされて初めて気付いた。まあ、医師に掛かったらなんでも非課税だと、美容関係も入ってしまうかも知れないから、何らかの線引きがあるのだろう。

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頓挫」と言いつつ、性懲りもなく検討している次期アンプw またもや電源にやられて疲労困憊だ。

12Vや15Vなどの元電源からDC-DCコンバータで±12Vか15Vを作れば、汎用ACアダプタやPCなどの「幅広い電源」が使えると目論んでいたが、それすら難しい。

手軽な受け側コネクタ(ジャック)がない。良くあるACアダプタ用の丸いジャックは、12V, 0.5A (6W)とかが普通で、特別なものに限り、今回流そうとしている3Aとか4A(例: 12V, 3A= 36W)を流せるようだ。そういうものでは、相手のACアダプタのプラグを合わせる必要があるから、容量が合っていれば何でも使える訳ではない。サイズが合っても接触不良で充分流れないことがあるそうだ。だから、ノートPCなどは基本的に専用になっているのだろう。

調べると、汎用コネクタ(例: XHコネクタ)だと、そのサイズに比べて信じられないくらい大きな電流を流せるようだが、僕らにとっては特殊で汎用ではない。一番手軽で汎用的なのは、PCのペリフェラルコネクタ(4ピンの堅いやつ)だ。最初はそれでもいいが、正式版ではケースに付けるのも困難なのでコードを外に伸ばすことになるだろうが、なんともかっこ悪そうだ。他にはXLRコネクタ(流行りの(だった)バランス伝送に使うゴツいコネクタ)も使えそうだが、穴が大きいのでケースの加工は困難だし、基本的に出し側がプラグ(M)なので安全でない感じだ。

今だとUSB PDなんてコンパクトでいいが、デジタル機器ではないので使うのは大変だろうし、ACアダプタが高そうだ。

あるいは、アンプをPC内蔵専用にする手もあるが、負電圧や大電流を扱うから一歩間違うとPCが死ぬので、安易には入れたくなくなった。入れるなら完全なケースに入れるべきで、「PCの中だから剥き出しでもいい」という前提が崩れ、ここでもハードルが高くなった(代わりに、僕のモティベーションは低くなったw)。

 

電源は全く大変だ・・・

 

(2/24 10:19) これを書いた直後は、「次期アンプのことなんて 綺麗さっぱり忘れよう!」と思ってぐっすり寝た。

のだが、起きたらUSB PDが気になって調べてみたら、PD対応のチャージャーなどから電気を取るアダプタが手に入るので(例: 共立電子産業 USB PD トリガーケーブル PDC003シリーズ 15V)※、やれば可能なことが分かって「すわ!」となった。

※注: どのくらい電流が取れるか不明*とのことなので、これ自体は使えないことが分かった。 (2/24 16:52)

*これはこれで、言いたいことは山ほどあるが、まあ、買う前に分かったので良しとするw

のだが、冷静に考えたら余りメリットがないことが分かった。

USB PDで遊ぶとか「最先端に触れる」などが目的ならいいが、今はそうでなく、アンプ(これ自体も難しいうえに、そもそもアンプを作ることすら本当の目的ではない)に電力を供給したいだけなので・・・

あと、折角USBコネクタを付けるのなら、中にDACも入れてデジタル入力もできるようにするのもおもしろいが、おもしろいだけで、やっぱり余りメリットはない。

更に、USBでPCから制御できる入力切り替え機能や電子ボリューム・イコライザなどを入れるのも なかなかおもしろいが、(以下略)w

整理のために候補を比較したら以下の順列となり、とりあえずはATX電源かな(「え?」)と思っている。

なお、費用は必要な電源(±12または15V, 30W)を作るまでで、そのあとのリップルフィルタは含まない。また、コネクタなどの細かいものも含まない。

  1. △+ ATX電源 (or PCから取る)
    • × 4ピンコネクタがかっこ悪いし扱いにくい。 → XLRなどを使う?
    • × ATX電源は大きい。
    • ○ 容量は巨大
    • △ 雑音と安定性が不明
    • ○ PCからも取れる。余っている電源が使える。どこにでもゴロゴロしているw
    • ○ コネクタを変換すればACアダプタやスイッチング電源(外付け)も可能。
    • ○ 費用: (ATX電源代+)コネクタ → 約3千円(DC-DCコンバータ代)〜
  2. △ ACアダプタ (12 or 15V)
    • × コネクタの相性問題(接触不良で電力供給が不十分になる) → 4ピンコネクタなどに変換するかアダプタ固定: アダプタにするメリットがない。
    • ○ 今のアンプのアダプタが流用可能(コネクタで失敗する可能性はある)。
    • ○ 費用: (ACアダプタ代+)コネクタ → 約3千円(DC-DCコンバータ代)〜
  3. △- スイッチング電源(AC 100V)を内蔵する。
    • × 100V ACなので安全確保が重要
      • × 金属ケースが望ましい。ケースへの固定が厄介
    • × 大きくなる?
    • △ 雑音が多い?
    • ○ 楽に大電力が可能
    • ○ 一番直接的
    • ○ DC-DCコンバータ不要
    • USB PDよりは安そう。
    • △ 費用: 約5千円
  4. × USB PDから取る。
    • ○ コネクタが小さくて美しい。
    • × 未知の世界 → 余計なトラブルが多そう。
    • 最大20V, 5A(3A)= 100(60)Wまで可能
    • × アダプタ・ケーブルとの相性問題
    • × PD受電アダプタが必要で、そこで更に問題が起こる可能性もある。
    • × 雑音が多い? (PCからの雑音が加わる?)
    • × ちゃんとしたアダプタ・ケーブルは高そう。
    • × 費用: 約8千円

なんか、安易でしょぼい道に逃げた感じだがw、あとで部品を追加してUSB PDに変えることもできそうだ(まずないと思うが)。

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電源で躓いた次期アンプ。調べていたら、更に本質的な問題があることが分かった。使う予定だったアンプIC LM3886のデータシートには書かれていないが、ゲインを20以下にしたら発振したという事例があるのだ。

キットに関して問い合わせた時に、ゲインを下げるつもりだと書いたら教えて下さった。ありがたい。

(2/21 11:03) その後、更に調べたら、データシート(P.21)に 安定して使えるゲインは10以上(= 20dB) のように書いてあった。読み込みが足りなかったようだ。

LAYOUT, GROUND LOOPS AND STABILITY: The LM3886 is designed to be stable when operated at a closed-loop gain of 10 or greater,

確かに、今のアンプもボルテージフォロア(ゲイン= 1)にしたら発振したし、僕は詳しくないから勘がないのだが、アンプICにはそういうノウハウがあるのだろう。

(2/21 14:27) これについても情報が見つかった。: Why power op amp LM3886 is unstable when the close-loop gain is set below 10 のAnoArqの回答によれば、LM3886は大出力を優先しているために終段のトランジスタの寄生容量が大きくなっており、それでゲインを下げると位相余裕が小さくなるために発振しやすくなるようだ。

だとしたら、頑張って電源を何とかしても、ゲインが今のアンプの大き過ぎる28(= 29dB)とほとんど同じになって使いにくくなるうえに、(PCの)元々の音量は大きいのにアンプに合わせて絞って入れて また増幅するっていうクソそのものアフォなことになって

なんだかなぁ〜

になってしまうではないか。

そもそも、アンプICの選択が駄目だったようだ。そして、ほぼ素人がアナログアンプを構成(もちろん設計なんてできない)するのが無茶だったのかも知れない。いろいろ調べて随分考えたが、なかなかハードルが高かった。

 

まあ、勢いで部品を沢山注文して組み立てて、最後に「あっ!」になるよりはずっといいか。いろいろな知識も増えたし・・・ (近頃こんなのが多いなw)

知識と言えば、LM3886のデータシートの"GENERALIZED AUDIO POWER AMPLIFIER DESIGN" (P.22)に、アンプの最低ゲインの計算方法や、それと出力電圧・電流・電力の関係(設計の基礎?)が書かれていて、すごく役に立った。ただ、そこでもスピーカーは純抵抗とみなされて最大出力などが計算されていて、周波数によるインピーダンスの変化は考慮されていなかった。その点はどういう考えなのかは まだ謎である。

アンプICは自分が出したい電圧(← 入力の振幅≒ 音量で決まる)を出すために電流を自動的に(何も考えずに)増やすのか、出力電圧に応じて出す電流が決まっていて、それ以上は出なくて音が歪むのだろうか。

車で言えば、ドライバーが走るスピードを設定したとして、坂道では設定したスピードになるようにアクセルを調節するのか、坂道でも関係なくアクセルの踏み代を一定にしたままでいる(遅くても速くても知らん顔な)のかということだ。

具体的には、スピーカーのインピーダンス(≒ 抵抗)が低くなれば電流が沢山流れるだろうが、その時の電圧はどうなるのだろうか? 一定だとすれば、それとアンプの出力や電源容量の関係はどうなるのだろうか?

この辺りはまさに「アンプの基本」なんだろうと思うが、僕は(電子回路はオームの法則で動いている的な)オペアンプ大好き人間でwこんなに深いことまで知らないので、全然見当がつかない。

オペアンプ人間にとっては「増幅」といえば当然電圧なので、電力(電流)を増幅するなんていう概念が さっぱり抜け落ちているせいなのだろう・・・

とりあえずは、(耳の調子と折り合いを付けつつ)今のアンプの改造をfixし(仕上げ)て、それでも駄目なら(安い)既成品の(デジタル)アンプを買うかねぇ・・・

(2/22 10:13) とは言え、安い既成品のアンプで気に入るもの(例えば、PSに書いたようなもの)なんて いくら探してもなく(外国製で、日本に入って来ていないものは いくつかあった)、今のアンプに問題なければそれでいいが、駄目だったら やっぱりLM3886(のキット)しかない感じだ。※ あと、「遊び」としては興味あるw が、十中八九、組み立てたあとで「(音が)なんか今ひとつだな・・・」って感想になる悪寒が今からしている。

※その場合は、可能な限りゲインを下げ、それでも大きい場合はアンプの前にアッテネータを付けるかPCの出力音量を下げるかしようと思っている。どちらが音がいいかは難しいが、後者の方が良いと予想している。

というのは、アッテネータの場合には、アナログ的に振幅を下げるため、雑音が増えたり歪みが発生する可能性が高い。一方、PCの出力音量を下げる場合、サウンドカードは24ビットなので、振幅を1/10に(-20dB)すると4ビット減る。ほとんどの音データは16ビットなので、-20dBしても高々4ビット右シフトされる(簡単に言えば、除算される)だけで切り捨ては起こらず* そのまま小さい音として出るはずだからだ。

*16ビットから下方に溢れた4ビットが24ビットの最下位8ビットの上位4ビットに収まるため。以下に、簡単のために1/16した場合の概念を示す。1/16しても元データ(aaaabbbbccccdddd)は失われない。1/10の場合は最下位ビットが微妙なことになるが、聴感上は問題にならない。

元データ(16ビット): aaaabbbbccccdddd
元データを24ビットに変換: aaaabbbbccccdddd00000000
元データを1/16: 0000aaaabbbbccccdddd0000 → DACの出力(24ビット)

なお、実際にはPC内部では音のデータは浮動小数点数や32ビット整数で処理されるので、切り捨てが起こり得るのはDACに・から出力する時だけである。

ただ、いずれにしても、アンプで弱い信号を増幅するので、ゲインが適正ならあり得なかった雑音が増えたり歪みが発生することは確かだ。その量は、(-20dB程度であれば)デジタルの方が少ないと予想する。

こういうことを気にすると、結局、デジタル入力のデジタルアンプ(アナログでは増幅しない、「DACアンプ」)なら、上のような問題は起こらないからいいのだが、どうも気に入らない。単に気分の問題だろうか。

→ 気分は悪いにしろ、DACアンプが僕的に一番正しい方向なのかも知れないな・・・ 仮に、同じ音や特性が得られるなら、なぜ、わざわざアナログにして多大な苦労をして増幅する必要があるのか? デジタルのまま一気にスピーカーに出せば、それでいいではないか。

と思って期待に胸を膨らませて調べて、がっかりした。やっぱり同じことを考えた数年前(今のアンプを買う頃だったか)と同じかひどくなっていて、モノがほとんどなかった。見つかったのは、わずかに3機種: デノン(2機種)とFX-AUDIOとS.M.S.Lのものだった。

最初のメーカーは論外なもの(電源を切る時にポップ音がした)を買ったので嫌で、二番目は口コミはとてもいいのだが、なぜか掲示板に悪評が多い。あと、音がいいように書いてあるけど特性が書いてないのはどうして? そして、メーカーサイトが落ちているのはなぜ?? 最後のは特性が悪いから、乗り換える意味がない。

という具合なので全部却下した。それから、オーディオマニアはこういうのは好きでないようで、ICはいくつかあるものの、手に入るキットはなかった。5年くらい経ってもフルデジタルアンプは時期尚早か。いつまで待てばいいのやら・・・ (2/22 15:09)

 

PS. まずないことは分かっていたが、他になにか小出力で音質のいいアンプICや製品はあるかと思って検索していたら、「ハイレゾアンプの自作!超高性能DAC AK4499EQ搭載」というのが見付かり、ハイレゾやDACや可愛い女の子はどうでもいいんだけど、wそのアンプ部が「純A級低出力バランスアンプ」というのに なかなかひかれた。仕様を見ると、ゲイン: 0dB(1倍), 出力: 2.25Wと、まさに

こういうのがいいんだよ!

である。残念ながら、市販されないので手に入らない。

このアンプの構成も、僕のと同様、オペアンプ(前段)+トランジスタ(中・終段)だ。だから、僕のも筋は間違っていないということを確認した。

なお、オペアンプ(OPA1612)の仕様はすごく、トランジスタの回路は結構複雑なので、そこら辺は僕のと思想が違うようだ。

あと、A級アンプのバイアスをマイコンで調節するのは なかなかいいアイデアだ。というのは、これはDACとボリューム内蔵だから、出す音量が本当に正確に分かるので、バイアス量が的確に調整できるからだ。ただ、そのために、(できないかと思って居た)アンプ部だけの切り出しができないのが残念ではある。入力にADCでも付ければできそうだが、それでは複雑になって全然イマイチだ。

そして、お約束の?、トロイダルトランス採用も結構グッと来た^^ (でも、こういう機器なら いい意味で当然だよねって気もした)

(2/21 7:50)

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(宛てもなく?w)アンプを改造している話。

DCカットコンデンサ(カップリングコンデンサとも言う)にTDKのフィルムコンデンサ(EPCOS)を使って、原因不明ながらも見事に失敗したのだが、懲りずに今度はPARC Audio(以下、PA)のフィルムコンデンサを試してみた。

TDKのフィルムの材質がポリエステルだったのに対してPAはポリプロピレンで、調べるとコンデンサの特性としてはいいらしい(音がいいとは限らない)。更に、雑誌の評価もいいらしい(かと言って、僕のアンプでもいいとは限らない)。

また駄目だったら(買う前から、多分駄目だと思っては居た)嫌なので随分迷ったのだが、材質が違うので「物は試し」と注文した。2個で800円だった。

同じような値段でカナダ(またはフランス)のFastCapというのもあって迷ったのだが、海外製は現地価格の2倍くらいになっていて、その分レベルの低い物だと想像して(、実際には国産(かどうかも不明だが)でもいろいろなマージンはあるだろうが)、こっちにした。どちらも諸特性は明記されておらず、その点で僕の嫌いな「いかにも」な製品ではあった。

到着して、まずは単体でCRハイパスフィルタとして歪みを測ってみた。すると、TDKと同様に超低域での歪みが多かったので、試す前からがっかりした。

実は、あとで、単体での特性とアンプに付けての特性が違うことが分かった。この原因は分からない。アンプの場合、単体と前後の回路が違うせいだろうか。

がっかりはしつつも、折角買ったのでアンプに付けて特性を測ると、(いつものように、どうしてか、)コンデンサの前に抵抗(1kΩ)を入れると内部コンデンサ(元々のもの)と同様にフラットな歪みになった。落ち着いて試し、かつ、手軽に他と比較できるようにするために、(半田付けしなくても)しっかり接続できるコードを作り、かなり大きい(約3x2cm, 大き目のキャラメル2個分くらい)ので置ける場所は ほとんどないのだが、何とかケース内に置き場所を見付けて仮設置した(ものすごいありさまだが、これが良ければ基板の下辺りに置くつもりでは居た)。

聴いてみると、(僕の印象では)「なんか嫌」だったTDKよりはずっと良かったが、内部コンデンサよりいいとは言えなかった。

最初は低域が少し「ぼわん」とする感じだった。ただ、なぜか全然駄目な訳ではなく、低音がリアルに聞こえる場合もある。それから、今までは普通に(どちらかと言えば元気に)聞こえていた低音が弱くなったり軽目に聞こえることもあった。更に、ベースとバスドラが潰れたような、変な感じになることもあった。

高音も同様で、シンバルなどが若干弱く聞こえるものがある一方、クリアさとともに奥行きや広がりが出たように感じるものもあった。

そういうところを見ると、演奏(ジャンル、アーティスト、楽器)や音源(音質、音作り)を選ぶ(= オールマイティではない)のかも知れない。自分で測った限りでは特性(振幅、位相、歪み、雑音)に有意な差がないので、何がそういう差を生むのかは全く分からないが・・・

そして、今朝からは軽いながらも耳閉感や圧迫感が出た。疲れや耳の調子が悪いのが主な原因だとは思うが、内部コンデンサに戻すと治るか軽くなるので、何かが違うようだ。

結局、PARC Audioのコンデンサは(僕には)「挙動不審」(、「不思議ちゃん」?)で、少なくとも僕や僕のアンプとの相性は良くないことは分かったので、内部コンデンサに戻した。それにしても、内部コンデンサ(推定: パナ ECPU)は なかなか優秀(聴いて驚くということはないが、「卒がない」って感じ)で感心する。

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(今のアンプが駄目だった場合に備えて)次期アンプを検討するにあたり、一番気になっているのは電源である。PCの電源を交換した時もそうだったのだが、PCに限らず、電源は人間にとっての空気や水や米のようになくてはならないものだ。更に、常に100Vなどの大電力が掛かるので、安全面での配慮はかなり重要だ。しかも、オーディオ機器ではその質(例: 雑音の量)が音質に深く関係する。だから、仮にAmazonなどに仕様に合う安いものがあったとしても、安易に使うことは全くできない。

メーカーなどでは(安い物を)試しに使って評価して、不具合やばらつきのリスクを考慮した数を買って作り、試験して駄目なものは落とすだろうが、個人ではそれはできない。

それで朝から探していたのだが、いいものがほとんどなかった。

そもそも、最初から見当違いをしていた。候補にしたアンプIC(LM3886)の電源の仕様を確認せずに、勝手に「±12や±15Vで充分だろう」と思っていたら全然足りない。±20V以上だったのだ(気付かずに進めていたら、ひどいことになった・・・)。(性能のグラフに載っているので)おそらく15Vでも動くだろうが、そこで賭けるのは良くない。

15Vなら一般的なスイッチング電源が使えると思って居たが、20V以上だと やっぱりトランス式になるのかなあと、嫌な気分になった。オーディオ界では「スイッチング電源なんてもってのほか。トランス式が音がいい」というのが定説だが、重いし(下手なものは)危険だし作るのが大変だし、本当に雑音が少ないかというと そうでもないし、給電性能がいい訳ではないのにすごく安い訳でもないから、余りいいことがない。

個人的にはトロイダルトランスに大きなこだわりがあってw使いたかったのだが、やっぱり大変だし、安い(といっても5千円前後はする)ものは国産でなくて不安なので止めた。

それで、±24V、30W以上のスイッチング電源を探したが、ほとんどなかった。なんとか一つ見つかったが、情報が少なくて気が乗らなかった。スイッチング系統では、他には+15VなどからDC-DCコンバータで±24Vを作る方式と、24Vの電源2台を直列にして±24Vにする方式がある(直列接続可能な電源に限る)。

DC-DCコンバータは「ポン付け」で繋げばそのまま使える訳ではなさそうで、放射雑音対策に ちょっとした部品を付ける必要があるので面倒だ(市販しないなら不要なのかも知れないが、そういう勘がない)。しかも、大出力なのは全然安くない(7千円とか)。その代わり、変換元の15Vなどの電源には今のアンプのや汎用のACアダプタやPCの電源などが使えるというメリットはある。

(2/20 8時) その後、例によってしつこく丹念に探したら、外付け部品不要なDC-DCコンバータが見つかった。ただ、±24V 30Wというのは まずなくて(24V単一のも少ない)、±12V(15W)のコンバータの出力を直列にして24Vにし、それを2個直列にして±24V 30W(±15W)を生成することになる。直列接続可能かつ、その±出力も直列接続可能な絶縁型コンバータなら理論・仕様上は可能なはずだが、実際には思わぬ問題が起こりそうな気がする。。。

が、スイッチング電源2台よりはスマート・小型だし、元電源の選択肢が広い(例: 9-36Vまで可能)のは魅力的だし、なにより、危険なAC 100Vを扱わなくて済むので(とはいえ、±24Vは ほぼ50Vで100Vと大差なく、電力も大きいので、油断は危険な気はする)、ここはひとつ賭けてみたい。

(2/20 16:47) 具体的に候補のキットなどについて調べていたら、やっぱりゲインが23などと高くて、せめて10くらいまで下げても問題ないか調べていたら、どうやら、電源は±20Vでなく±10VくらいからでOKそうだ。つまり、データシートに書いてあった"20V"というのは、+と-の絶対値の和で、それは普通は±10Vのことだ(ただ、ここまで低い電圧で使う例を見たことがないので、余り自信がない)。

それだったら、±12Vでも±15Vでも、電力(電流)さえ取れればOKだ。それで、その辺りの電圧で正負が取れるDC-DCコンバータを探すと、30W(±15V, 1A)と42W(±15V, 1.4A)のものが見つかった。余裕を見れば42Wだが、スイッチング周波数が100kHzからと高くない。一方30Wのは380-460kHzと なかなか高くて良さそうだ。

それで、ピーク電力を考えても30Wも使わなさそうだから30Wのものでいいと思って決めて、「実は行けるじゃん!」というふうに書こうとして ここまで書いていたら、とんでもないことに気付いた。ステレオなのでICは2個あるから、ピーク電力は2倍の60Wにもなるではないか! そんなコンバータはあるのだろうか? 並列接続??

やっぱり簡単ではないな・・・ これは くじけそうだ。

(2/22 9:10) その後、ちょっとしたどんでん返しがあった。データシートの読み方に誤解があって、必要な電源容量を実際の2倍に考えていたようだ。例えば、"±12V, 1A"という計算になった場合、正負両方の電流を想定して12*2*1= 24Wとしたが、そうではなく、12*1= 12Wでいいようだ。まだ自信がないが、オーディオアンプでは音の出力が主な消費源であり、(片チャネルの)音は同時に+と-の値を取ることはないので、+と-で同時に大電流が流れることはないから、片方(半分)での計算でいいのだろうと想像する。

すると、やっぱりステレオでも当初の見積りの2倍は不要で、30Wでいいようだ。

更に、上が正しいのかの確認に検索して見つかったところによれば、オーディオアンプの電源は正弦波を最大出力で連続して出すことを想定して設計しておらず、音楽なら連続するのは最大の1/8程度にみている(詳細は未確認)とのことなので、仮に上の考えが間違っていて本当に2倍の容量が必要だったとしても充分吸収できるから、(僕の用途では)30Wでも かなり余裕がありそうだ。実際、今のアンプのDC-DCコンバータは30Wなので、その設計が正しいとすれば妥当そう(大きくは外れていない)だ。

電源2台直列方式は それなりに手軽なので(とは言え、100Vを使うのでヒューズやスイッチなど、いろいろな面倒はあるし、2台は かさばる)、電源1個が安ければ、まあ悪くない。

それから、スイッチング電源やDC-DCコンバータは電気を高速で(例: 100kHz)on/offしているため、出力には高周波の雑音が数十-数百mVくらい含まれていて(それで「オーディオにはトランス電源」ということになっている)、周波数が低いものは音質に影響を与えるので、カットする必要がある。それには、リップルフィルタという 丁度いいいい部品が見つかった(例: コーセル SNA-03)。ただ、オシロを持っていないから、付けてもどのくらい効いているのか分からない。

結局、アンプの電源部は以下のような構成になる(上から下へ電気が流れる)。

  1. AC 100V
  2. 電源スイッチ・ヒューズ
  3. 候補1
    • スイッチング電源(24V, 15W以上) 2個を直列 → ±24V
  4. 候補2
    • スイッチング電源(±24V, 30W程度)
  5. 候補3
    1. スイッチング電源(15V, 30W以上)またはACアダプタ(12or15V, 30W以上)やPCの電源(12V)
    2. DC-DCコンバータ(30W以上): 15Vなど → ±24V, ±15V, ±12Vなど
  6. リップルフィルタ
  7. アンプ基板

それぞれの候補での単価を概算してみると、全体の予算は1万円なのに電源だけで5600-1万円くらい掛かることが分かり※、しかも、作るのはそんなに簡単でないので、検討しただけなのに なかなか げんなりした

※(2/20 8時) 上に追記した、候補3でDC-DCコンバータ 2個を直列する場合には約7300円(元電源は手持ちを流用するので、その費用は含まず)。

※(2/22 9:10) 上に追記した、候補3でDC-DCコンバータ(±12V 30Wなど) 1個を使う場合には約5400円(元電源は手持ちを流用するので、その費用は含まず)となる。

 

PS. LM3886でなくて もう少し小電力(出力)のIC(例: ±15Vで動くもの)なら、電源に対する条件が緩和されて実現しやすいのだが、僕の要求する性能(歪み, SN比・ダイナミックレンジなど)を満たすものがなかった。もちろん、デジタルアンプは対象外である。

PS2. これを調べる切っ掛けだったのは、今のアンプはDC-DCコンバータで±15Vの電源を作っているのだが、まず、それが数十Wもの容量を持っているのかと、高速な負荷変動(音量・振幅の増大, 特に低音で大きそう)に追従できるのかということだ。仕様を調べたら大丈夫そうではあったが、どうも怪しい気がしている。でも、証拠はない。

ただ、もう少し出力側のコンデンサが大きいほうがいい気がした。とは言え、オシロで見た訳ではないし、大きな容量負荷を掛けてはいけないという仕様もあったりするので、僕にはなんとも言えない。

PS3. 電源以外に、ケースも結構大変である。僕には金属のケースを加工することはできない。PCの電源が使えるなら、ベイのトレイに付けて内蔵させるのがいいかと思っていたが、本文に書いたように 簡単には行かない。他のアンプのような製品のケースだけ使う手もあるが、なかなか手頃なものがない。

それで、先日、何か適当なものはないかと中古屋を探したのだが、丁度いいものがほとんどない(昔のステレオは大きいものばかりだし、近頃のミニコンポなどもまだ大きい)うえに、ジャンク扱いで汚いのに安くないものばかりで がっかりした。

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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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本来なら、「ゲインを下げるなら、余計なアンプをすっ飛ばせばいいじゃない。」の実装編を書くところ、予定外の(でも よくあるw)寄り道をしたので書く。

(少し書いていた)初段アンプをバイパスする件と並行して、劣化しているために耳閉感や不安定さの原因になっていると思われたDCカットコンデンサを換える話も進んでおり、新しいコンデンサ(TDKのフィルムコンデンサ EPCOS B32529 1μF)*が届いたので、早速試してみた。※

*手軽に入手できてオーディオに使えるコンデンサは余りなかったのだが、オーディオ用とか高音質をうたうものは色が付いてそうなので止めて、いかにも普通だけど特性が良さそうなのを選んだ。レビューに「素直な音」とか書いてあったのもポイントだった。ちなみに、約150円/個だった。あと、スピーカー用なのか、フィルムコンデンサには大きいものが多くて使えないのが残念だった。

※アンプの回路変更用に付けたICソケットは、最初は初段オペアンプのゲイン調整用の追加抵抗だけだったのだが、いつの間にか ほとんどフルに使われており(14ピンのうち12ピン(6組)を使っている)、あたかもパッチベイのようになっている。それで、大抵のことは半田付けなしで試せるようになっている(実際、DCカットコンデンサの入れ替えは こうやって挿すだけだw)。ただ、やっぱり接触不良や抜けが起こりがちだし、いつか多くのコードのどれかが切れる可能性が高いので、(壮観ではあるが)好きではない。

最初の印象は、(地味な外見どおり)おとなしめだった。異常にキラキラした手持ちの電解コンデンサとは全く違い、「ごく当たり前」という感じの音を出した。アンプに元々付いていたコンデンサに比べると若干おとなしい印象で それが物足りない気がするが、こっちのほうが「本当・本物の音」なのかも知れないと、(何度か挫けながらも)試している。

なお、やっぱり・当然ながら、周波数特性(振幅、位相)は換える前と違いがなかった。歪みや雑音が少し違うが、大きな差ではない(なので、グラフは省略した)。それなのに音に違いが出るのは、大きな謎だ。いつか正体を突き止めたい。

ただ、周波数特性に違いがなかったということは、僕の回路の読みや勘が正しく、元のコンデンサと同じ容量(書いてないし、測れない)を選んだということで、それはそれで喜ばしいことだ^^

あと、僕は余り信じていなかったが、コンデンサを換えたあとは音が今ひとつなことがあって、エージングが必要なのかと思った。ただ、それがエージング不足によるのか、演奏の元々の音なのか、耳の調子によるのか分からないので、何とも言えない。元のと交換して試したりすると、印象が行ったり来たりする。

(2/14 10:16) それから試しているのだが、どうもTDKのコンデンサは今ひとつな感じだ。聴いていると、悪くない時もあるのだが、段々、「なんか音が悪い」、「音が荒れている・埃っぽい」(今気付いた表現)とか感じたり耳に圧迫感が出たりして、元のコンデンサに戻すと「まあまあ」・「普通」になる。それで少ししたら、「もしかして気のせいだったのでは?」と思って再びTDKに換えてみると「やっぱり駄目」ということを何度も繰り返している。圧迫感は耳の調子もあるが、特性は変わらないのに音が悪く感じて「なんか嫌」な感じになるのは謎だ。

(2/15 10:34) 性懲りもなく代わりのコンデンサを調べていたら、元のコンデンサはパナのECPUというシリーズのようだ。型番など書いてないから確証はないが、独特の光る金属的な外観がそれらしい。だとすれば、ECPUに悪い評判は見なかったので、いいものを使っているようだ。ただ、表面の薄い皮のような「何か」が剥がれるのは大丈夫なのだろうか??

(2/16 12:03) 別件で検索していて、コンデンサの歪みを測るというページがあり、それをヒントに手持ちの「キラキラ」電解、TDK EPCOS、内部(パナ ECPU?)の各コンデンサを測って比べてみた。※ すると、興味深い結果となった。結論を先に書くと、歪み(THD)と雑音に関しては以下のようになった。

内部 > TDK >> 電解

なお、振幅と位相に大きな差はなかった。

※アンプで使われているようなDCカット回路(1μFと20kΩのCR HPF)にして、測定信号を入れて出力を測った。

THDは はっきりと差が付いた。内部(グラフ: 緑)は低域(100Hz以下)がTDK(グラフ: 水色)より10-20dBも小さかった。電解(グラフ: 紫)は低域がTDKより5-10dB大きかったし、振幅が大きい時に歪みが増大した(グラフ: 明るい紫)ので論外だ。

TDKが嫌な感じだったのは、この低域の歪みが多いせいだろうか? そして、もし、何らかの条件(音の構成・成分、温度、湿度?)で内部コンデンサも低域の歪みが増すとして、あるいはコンデンサは関係なくとも、イコライザ・フィルタの設定や音の構成・成分で低域の歪みが大きくなり、それで耳閉感や圧迫感が起こる(、あるいは、起こる切っ掛けになる)としたら今までの謎が解ける切っ掛けになりそうだ。

 

それから聴いていたら、いつもの耳閉感(あるいは圧迫感)が起こった。それで原因を探っていて、昨夜は音源に入っている超低域(例: 40Hz以下)が悪さをしているのかと思って測ってみたら、曲(演奏)によって いろいろだった。1970年代のものは結構未処理っぽく「入るだけ入れたよ/出るだけ出すよ」的なのだが(一方で、古いために音質が悪いものもあるのがおもしろい)、新しいもの(例: 1990年代以降)は意外に処理されている(気を遣ったフシが伺える)ことが多い。想像するに、大昔のアナログ時代は いくらすごい音を入れても滅多に再生できなかったからテキトーで良かったが、デジタル化された近年は機器の性能が向上したために、迂闊に入れるとちゃんと再生されてしまって「うるさい!」とか文句が来るからではないか。

それで、そこら辺をフィルタでカットしてみたのだが、(例によって)ほとんど効果はなかった。

そうこうしているうちに、(今朝だったか)どうしてか、アンプから直流が出ていて、それが悪さをしているのではないかと思った。試しにテスターで測ったら、本当に出ていた(しかも測れた!)ので驚いた。僕的には全くありえない、お粗末なことだ。これはオフセットといい、大きいと音やスピーカーに悪影響を及ぼす。オフセットの量は、左が約-10mV、右が約-15mVだった。最初は、これくらいなら問題ないと思ったのだが(実際、調べると問題ない範囲のようだ)、普段聴いている時の電圧(振幅、音量)と比べたら、そうでもない感じだった。

太古のアナログテスターで測るところが いかにも竹槍戦法を想起させるが、精度は悪いけど、針が動くだけの電圧はあるってことで、それを0(= 開放時の値)に近づけるのは何もしないよりは意味があると思う。少なくとも、最初の0点が狂っていない限り、0にしたつもりで大きくなって逆効果ということはないはずだ。

普段聴いている音量(スピーカー端子での振幅)を調べたら、約-45dBFS(最大値の0.00562倍)で、サウンドカードの仕様から、約11mVrms= 16mVとなった。随分小さくて なんか信じられないのだが、この計算が正しければ全く無視できない。

16mVの振幅に10(or 15)mVも余計な直流が出ていたら、それは全然話にならないでしょう・・・ (家庭での使いみちがあるかは別として)数百Wのアンプなら仕方ないけど、これは小出力で高音質をうたっているのだから、その領域でちゃんとしてなかったら「何サボってんの?」だね。

それで、大学の実験でやったことのある、オペアンプのオフセット調整の仕方を調べてやってみた。本来は可変抵抗を使って補正量(電圧)を調整するのだが、そんなものはもちろんないので(仮にあっても、テキトーなものでは不安定で駄目だ)、現状のオフセット電圧を打ち消すような抵抗値を計算し、手持ちの抵抗から見繕って付けてみた(回路図では左下のR22に並行に数百kΩの抵抗(左右で値が異なる)を付け、それを負電源(-15V)に接続した)。

すると、数回試したら意外なほどうまく行って、テスターの読みでは ほぼ「なし」(概ね1mV以内)となった。大きな期待を抱いて聴いてみたがw、例によって耳閉感は改善されなかった・・・ 結局、耳閉感は機器の問題だけではなく、僕の耳の調子によるところが大きいようで、今日は夜になったら治った(どうも、夜は調子いいようだ)。あと、車のステレオでもならないところが不思議だ・・・ そら辺に謎を解く鍵がありそうだ。

またしても、周波数特性(振幅、位相)は違いがなかった(なので、グラフは省略した)。残念なことに、聴いた音にも違いは出なかった。

それから、オフセット電圧は温度などで変動するとのことだが、今のところずっと"0"のままである。アナログテスターで見えない変化はあるのだろうが、想像するに、このオフセットは回路に使われているダイオードまたはオペアンプの個体差によって最初から生じているもので、温度が少々変わってもあまり差が出ないのではないか。

ただ、そうであれば、「仮にも高音質をうたう製品で そういう個体差を知らん顔して出すってどうよ」と言いたいが、この程度は実用上は全く問題ないという考えだったのだろうと想像する(実際そうだ)。でも、僕は全然気に入らない。だから直した。

オフセットを補正するのに、抵抗を追加する以外に、PCのサウンドカードに付いていた交換用オペアンプがたまたま低オフセットだったので、それを使うことも検討したが、まずは効果を調べるために抵抗にした。でも、オフセットの変化が激しいようならそれに交換したいと思う。それにしても、音質重視と言いつつオフセットの大きいオペアンプを選んでその補正をしないってのは余りにも杜撰で、僕には考えられないことだ。

以前も書いたが、オーディオマニア向け製品は すごく微細なところにこだわっているのだが、それが全然効かないことだったり、今回のように随分間抜けなことがあったりするのが どうにもアンバランスで、馬鹿らしいと思うことが多い。

(2/15 10:44) オフセットを補正・調整したあと たびたび確認していたが、大分いい感じで、温まると増えるものの、左は-2mV以下、右は-1mV以下(どちらもアナログテスターを目視した値)に収まっている。左の調整用抵抗値は右より大きかった(約1.5倍)ので変動幅が大きいのだろうか。

てな訳で、進歩のない寄り道をしたが、自分の考えたとおりにできたので、おもしろいことはおもしろかったし、僕のオペアンプの経験値は確実に増えた^^ (それが趣味以外の何かに役立つかは不明だw)

 

まあ、回路や僕との「相性」なのか・・・ 何とも不思議だ。

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コンビニなどにヤマザキの小さい羊羹があって良く買うのだが、どうしても分からないことがある。小倉と本練の違いは何だろうか?

それで、先日、スーパーで両方買って食べ比べてみたのだが、違いは分からなかった。それでも、僕はイメージ的に「小倉」が好きだw  ただ、売り場の残りの数を見ると本練が少ないことが多いので、一般的にはそちらが好かれているようだ。

イメージとして、小倉には小豆の粒が入っているように思って好んでいるのだが、実は入っていない(そういう食感はない)。そして、「本練」って、ただ練っているだけな感じで芸がないから、余り買わない。それでも本練を買う人の気が知れないが、是非理由を聞きたい。

原材料を見ると ほとんど違いはなく、還元水飴(小倉のみ)の有無程度だ。それに伴い、カロリーも少し違う。

少し推測すると、これらは羊羹の主要な分類で、高齢者などは特定のものが好きな場合があり(「わしは昔から、羊羹は小倉と決めておるのじゃ!」など)、片方だけしか出さないと売り上げが落ちるので、とりあえず両方の名前で出しているのかも知れない。その時、全く同じだと顰蹙を買うので、ちょっとだけ変えたみたいな^^

 

検索すれば出て来るかも知れないが、そこまではしたくないwww

 

PS. まあ、あれかな。昔は多かった、トヨタなどの車の、名前は違うけど中身はほぼ同じってやつ(例: マークII, チェイサー, クレスタ)みたいなの?w

PS2. ちなみに、今日も買って来た。でも、いつも同じでは飽きるので、抹茶と本練にした。もちろん、塩は買わないw いかにも おいしくなさそうだからだ。

PS3. 写真を見て思い出した。これの包装がなかなか開かない(容易に開けられるとかうたっているにも関わらず、引っ張ると そこで切れてしまう)ものがあって、イライラする。コンビニのが駄目な感じだ。下請けとかが違うのだろうか?

PS4. そもそも、「羊羹」とはどういう由来なのだろうか。羊の羹って??? 「羹」は読めなかったが、あつもの とのことだ。なんか不味そうだw

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前回ちょっと書いた、アンプのゲインを下げる改造の続きである。

はじめに、理解しやくするため、アンプのブロック図を以下に示す。「初段」、「最終段」と呼んでいるのは、図中の「プリアンプ」と「6dBパワーアンプ」である。

アンプSP192ABのブロック図 (マニュアルより)

これまでは、アンプの初段のゲインを下げることで僕の希望(ガリの出るボリュームを排除する)を満たせていたのだが、使っている・聴いているうちに、

もしかして、この初段は なくてもなんとかなるんじゃまいか?

と ひらめいた。それで、初段のゲインを下げている時に後段に入る振幅(音の大きさ)を計算してみたら、以下のように何となく行けそうだった。

アンプの仕様: ゲイン: 29dB (約28倍) うち、初段(プリアンプ): 23dB (約14倍)、最終段(パワーアンプ): 6dB (2倍)

初段のゲインを下げた時の(初段の)ゲイン: 11dB (約3.6倍)

初段のゲインを下げて使った時の外付けボリュームの通常使用時の最大の回転角(率)とその時のボリュームの透過率: 約50%, 15% (ボリュームは15A特性(推定)のため、回転率が50%の時の透過率は左の値となる)

→ この時、入力の振幅を1とした時に後段に入る振幅: 3.6*(15/100)= 0.54

つまり、初段はアンプと言いつつも増幅はしておらず、ゲインを下げた状態でも更に約1/2に絞って後段に入力しているから(正確には、外付けボリュームで かなり小さくしたものを3.6倍して後段に入れている。: 僕の大嫌いな、馬鹿馬鹿しく無駄なことをしている)、初段がなくても間に合うはずである。

後段だけにした場合のアンプの出力は、PCのサウンドカードから入力する場合、以下のように約4Wと推定できる。(実は、最初は約0.5-1Wと見積もっていたが、それよりずっと大きいので「行けそう」だ。というか、行っているw)

アンプを後段だけにした時、最大音量時にはサウンドカードの最大出力電圧をアンプの後段に入れるとすると、サウンドカードの最大出力は2Vrmsなので、振幅(電圧) E= 2.8V

電力P= E2/Rなので、簡単のためスピーカーを8Ωの純抵抗とした場合、
アンプの出力P= (2.8V*2)2/8Ω= 3.9W

※アンプの初段は電圧だけを増幅し、最終段で電圧と電流を増幅するため、出力(電力)に寄与するのは最終段だけであると考えて、この計算とした。つまり、最終段に充分な電圧(振幅)を入れさえすれば、初段の有無に関わらず、その分の出力は出ると考えた。

つまり、アンプを後段だけにした場合の最大出力は約4Wとなる(もっと大きな振幅の出るサウンドカードなら、もっと出るはず)。

また、PCから最大音量で再生する場合に最低限必要な出力(PCの音を歪まずに出し切れる出力)を求めて、アンプの出力が充分かを考えてみた。

サウンドカードの最大振幅は、上記のとおり約2.8V
それがスピーカー(8Ωの純抵抗とする)に掛かった場合の電力は 1.0W (2.82/8Ω)

PCの最大音量を再生する場合には約1W(以上)必要だが、アンプを後段だけにした場合の最大出力は約4Wなので充分そうだ。最終段のゲインの2倍が効いている。

もちろん、実際にアンプに必要な出力は聴力(耳の感度)、耳とスピーカーの距離、部屋の広さ、騒音レベルなどが関係するが、初段のゲインを下げた状態でもかなりボリュームを絞って使っているので、おそらく足りると思われた。

(実は、上のような検討は 事前にして居たが、間違いもあったりして、今 再確認しながら書いている。いわゆる「後付け」だが、それなりにうまく行ったので結果オーライとも言えるw)

近頃思い出したのだが、このアンプを買う頃、こういうふうにゲインを下げる(高・低に切り替える)機能が欲しかったが、残念ながら付いていなかった(確か、別の候補に付いていた気がする)。前面パネルのスイッチは入力切り替えでなく、ゲイン切り替えであって欲しかったが、そうでなくて残念に思ったのを思い出した。それを今、実現しつつある。

それで早速試してみた。なんとなく難航しそうな気がしたが、やっぱりいろいろ苦労・試行錯誤・紆余曲折した。今日も、これを書くためのデータを測定していたら、妙な値や音になったために測り直したり調整・修正したりして一日潰れてしまった。それで 疲れて後半を書く気力が消滅したので、一旦ここまでで公開する。

 

To be continued.

 

PS. 前の稿に書いたように、やっぱり、手持ちの素性の不明な電解コンデンサの音は駄目だ。やたらにキラキラした音になって、賑やか・うるさい感じで嫌になる。一見、高域の特性がいいように聞こえるから一般受けしそうだが、忠実ではなさそうだ。

それにしても不思議なのは、そういう音のおかしさが周波数特性(振幅、位相、歪み)に全く表れないことだ(例: キラキラしているからといって、高域が持ち上がっている訳ではない)。いったい、どういうものなのだろうか? 動特性なのか。

それで、今は元のコンデンサに戻している。※ ただ、半田付けの熱で劣化してしまったのか、どうも挙動不審な感じだ。それで、フィルムコンデンサを注文した。どういう音になるかは分からないが、電解コンデンサではないという点でマシだと思う。

※妙なのは、元のコンデンサに戻した直後に、音が「ものすごい迫力」で聴こえることがあり(曲は「ステキな恋の忘れ方」(1985))、「いったい どうしてこうなった?」などと不思議に思ったが、なぜか今は落ち着いている。これも上の挙動不審なことの一つだと思う。

あと、もしかしたら、耳閉感もコンデンサの状態がおかしくなった時(あるいは、そもそもコンデンサが変な特性で、特定の構成の音で破綻するのかも知れない)に起こるのではないかと、疑っている。その点でも、新しいコンデンサがどうなるか興味深い。

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