Archive for 3月, 2021

次期アンプBA3886を作っている途中で、それまでは「生涯しないだろう」と思って居たことをした。回路シミュレータを使ったり、回路にパッチを当てたりした。あと、以前書いた 壊れた回路の修理も、以前の僕にはとてもできないことだ。

修理の件は前の投稿に書いたとおりなので、ここではシミュレーションとパッチの話を書く。

回路シミュレーション

発端は、アンプキットのオプションのDCサーボ基板(以下、サーボ基板、サーボ回路)の動作が何かおかしい気がしたことである。現象としては、サーボ基板を付けると、超低域(例: 30Hz以下)の歪みが増大することがあるのだ。

それでメーカーの方に問い合わせたのだが、解決しなかった。先方は回路には問題ないというスタンスで、最初からこちらの測定方法などを疑っていて、ある機材がないと分からないと言い張って居た。こちらでもいろいろ試した結果、最終的には回路には問題なさそうなことが分かったのだが、最初から現象を否定され※、その割には先方からは証拠(測定値やグラフ)が一切提示されなかったので、回路の正当性・妥当性に疑念が起こった。

最終的にはコミュニケーションの問題なのだが、技術者なのだろうから、ただ「こっちには問題ない」と言うだけでなく、客観的に説明して欲しいと思った。自分でキットを開発したあとで何かしら測定して検証したはずで、その資料はないのだろうか? もしかして測ってない????

その点、前に書いた電源関連部品メーカーの方はちゃんと証拠を出してくれたので、安心できたし納得できた。

※回路は正しいが、現象がないとは言えない。再度検証する予定だ。

回路図を見ると、入力のローパスフィルタに互いに逆方向に繋がったダイオードが2本入っていて(→ 参考)、見慣れない使い方だが、振幅を1V程度(VF)に制限しているようだ。ただ、そこで制限すると、サーボ回路に入る波形が歪み、それがアンプにフィードバックされるので、結果的に出力にも歪みを生じるのではないかと考えた。

サーボ基板に関して もう一つ疑問があった。それは、僕はアンプのゲインを標準から下げるためにフィードバック回路の抵抗値を変えているが、サーボ基板からフィードバック回路に出力する抵抗(以下、出力抵抗)をゲインに合わせて変えなくていいのかというものだ。メーカーに質問したら問題ないと言われたが、やっぱり詳しい説明がないので、どうしてかは分からなかった。

出力抵抗での対応から、ダイオードについて聞いても埒が開かないと思い、実際の回路で波形・特性を確認しようと思ったが、うまくできるか不安かつ線を付けるのが面倒だったので、使ったことはないけど回路シミュレータを使ってみることにした。検索してみたら、"Circuit Simulator Applet"という(そのまんまの名前の)、webブラウザで動く すごく手軽なものがあった(実際に使うなら、画面の大きいこちらが良い)。

回路シミュレータはSPICEというのが標準らしく、フリーのものもあるのだが、なんか面倒・取っ付きにくそうだった。僕のような趣味レベルの者には上述のものがすごく便利だ。

一目見たら 僕でも容易に使えそうだったので、ちょっと簡単な回路を試したら本当に動いた。それで、疑問のあったサーボ回路をシミュレートしてみた。

最初はサーボ回路の入力部のダイオードと抵抗とコンデンサの回路でシミュレートした。

入力の周波数や振幅を変えて動かしてみると、予想どおり、超低域(2Hz)で振幅が大きい(1.5V)場合に波形が歪んだ(図の左下のグラフ)。もちろんだが、ダイオードを外せば波形は歪まない。次に、実際のサーボ基板同様にオペアンプも含めてシミュレートしてみたが、同様の結果になった。

僕はハードは素人だし回路の意図も分からないし、検索しても似たような回路が出て来なかった※から、この回路が「余計なこと」をしているのではないかと思った。

※その後、検索に出て来て解決に繋がった。 (後述)

それで、実際にサーボ基板のダイオードを外して試してみた。しかし、超低域の歪みはほとんど変わらなかった。それで、上にも書いた、出力抵抗も「おかしい」のかも知れないと考え、実際のサーボ基板とアンプ基板の回路をシミュレートしてみた。図の上半分がアンプの回路、下半分がDCサーボの回路(それぞれ概略)である。

すると、オリジナルの出力抵抗ではオフセットが除去できない(0.2Vの直流入力が出力に約1.5Vで出ている)という結果になった。※ それで、出力抵抗をアンプと同じ値にすれば除去できる(同じ入力で出力は-59mV)ことが分かった。

※その後、長時間掛ければ除去できることが分かった。

実際の基板で試したところ、オフセットがないのは当然ながら、期待どおりの特性になり、超低域の歪みの増大が解消できた。 (グラフ: 紫) 「僕の考えが正しかったぞ!」と思って喜び勇んで試聴したのだが、なぜか耳閉感や圧迫感が起こった。疲れかと思って何度かサーボ基板を着脱して試したのだが、付けると途端に駄目になった。

気になったのは、改造後の特性では位相が ずれる範囲が大きくなっていた(グラフ: 紫, 実際のずれは黒との差)ことだ。超低域以外では ずれの量は数°と大きくないが、200Hzくらいまでずれていた。どうしてかは分からなかったが、出力抵抗をオリジナルの値に戻すと直ることが分かった。

書いたあとで思うが、超低域で位相が大きく(10°以上)ずれるのが良くないのかも知れない。ただ、部屋の特性補正に使っているイコライザの位相ずれは もっとひどい(量が多く、変化が単調でない)ので、位相は関係ない気もする。

が、それでも聴いてみると駄目だったので、一旦サーボ基板は諦めた。

ところが、少しして、アンプIC(LM3886、以下3886)のオフセット調整について調べていたら※、同じICを使ったアンプでダイオードが使われているDCサーボ回路が見つかった。

※サーボ基板はアンプの出力のオフセットを補償する(0にする)もので、ないとオフセットが数mV出るため、以前のアンプでのように、可能な範囲で手で調整したいと考えた。

ということは、サーボ基板の回路が正しい可能性が出て来た(高い)ので、外したダイオードを付けて試したら、悪くなかった。おそらく、ダイオードで調整量(直流を含む、超低域の削減量)を制限することで、振幅が大きく変わって音に影響が出るのを防ごうとしているのではないか。だから、調整を行っている超低域の振幅が大きい時に歪みが増えるのは、ダイオードでの振幅制限によって補正信号が歪んでいるのだから、当然のことだと想像する。

また、出力抵抗については、あくまでも勘だが、改造後の小さい値だとオフセットの調整・補正は速いが、そのために本来の音の変動も激しくなって音質に影響が出るのではないかと考え、元の値(ゆっくり調整すると想像している)に戻した。すると、それからは(耳が不調の時を除いて)耳閉感や圧迫感が起こらなくなった。

結局、(理屈は不明ながらも、)メーカーの方の言うとおり、オリジナルの回路のままで問題ないことが分かった。

まあ、「素人考えは うまく行かない」という実証になったが、手軽に使えて結構複雑な回路も作れるシミュレーターが見付かり、ちゃんと実際の動作に・が合うことが分かったのは収穫だった。(使う羽目には なりたくないけどw)今後も使えそうだ。

そう言えば、つい最近も3886のフィードバックの超高域安定化回路の検証に使った。ゲインを変えているため、その部分が変更前と同様に動くか確かめた。データシートに式が載って居るのだが、カットオフ周波数の計算式に不明な項s※があって計算できないので、シミュレーターが便利に使えた。

※思い出せないのだが、sってz変換のzみたいなもので、周波数に関係する値なのだろうか、あるいはQ値(カーブの鋭さ)に関係する値なのかと思うのだが、全く忘却の彼方だし、"s"で検索しても本物は出ないだろうしで・・・ (TI(元NS)も、データシートに書いてくれればいいのになぁ・・・)

回路にパッチ

上のサーボ基板の改造後、アンプの電源on時にポップ音が出るようになった。サーボ回路を変えたために起動時の電流・電圧が増えたために音が大きくなったと想像するが、その音が出るのは、おそらく3886のミュート機能がうまく働いていない※ためだと考えた。

※最初にメーカーに聞いた時は、「ミュート機能は使っていない」ということだったので、動かなくて当然ではある。

アンプ基板の回路を見ると、使っていないのになぜかある、電源on時にミュート機能を働かせるためのコンデンサの容量が小さ過ぎるようだった(他の回路の1/100くらいだった)。それで、サーボ基板の時のようにシミュレートしてみた。

オリジナルのコンデンサでは、電源on後に3886のミュート機能が働く時間(3886のピン8から流出する電流が0.5mAより大きい期間)が数十msと短すぎるが、(他の一般的な回路にならって)容量を100倍に増すと約1秒になって、充分そうだった。

実際の基板で試そうとしたが、一つ問題があった。コンデンサの容量を100μFに増やしたいが、手持ちにはないのだ。買うと送料のほうが高く付くので、買わずに何とかしたかった。コンデンサに電圧を掛けている抵抗を変えて何とかならないかシミュレータで試したが、無理そうだった。

それで、古いルータの基板を見たら、使えそうなものが1個あった。が、BA3886はステレオで、3886が2個あるからコンデンサも2個必要で、足りない。ダイオードを使って1個に共用できそうな気がしたが、ここで冒険はしたくなかった。

更に粘ったら、うまいことに、サーボ基板に その容量のコンデンサが2個あることに気付いた。そのコンデンサは正負電源のバッファリングをしているもので、必要ではあるが、サーボ基板の電源はアンプ基板から取っており、アンプ基板にはもっと大きいコンデンサが付いているから なくてもいいと考えた。ただ、何も付けないのも良くなさそうなので、気休めではあるが、手持ちで最大のもの(10μF)を付けた。

その時に思い付いたのは、「ドミノ移植」である。ちょっと不謹慎?

動かしたら期待どおり動き、ポップ音は解消した。また、サーボ基板もちゃんと動いている。今回は成功だ^^

その後、上記のとおりサーボ基板をオリジナルに戻したので このパッチは不要になったが、電源on時にミュートして悪いことはないどころか好都合なので、そのままにしている。

 

てな訳で、一勝一敗で なかなかおもしろかった。ムカついたり慣れないことをしたりして、結構疲れたけど・・・

 

PS. サーボ基板の件は、メーカーに結末をフィードバックするのが筋で、そうしようとは思っているが、まず再度検証するつもりなので保留している。それに、これを書いたらまたムカついて来て、連絡する必要・意味なんてない気がして来た。

「技術者としての最低限の筋を通さない人に、こっちから筋を通しても無駄だよね?」って思う。

ミュートについては全く「ダマ」にする。そもそも「使ってない」というのだから、どんなに簡単でも それを変える方法を知らせる必要はないだろう。まさに、「余計なお世話」だ。使わない理由は不明だが、知っていてやらなかったのかも知れないし。

「ミュート回路を使ってないなら、なんで役に立たないコンデンサを入れてるんだ?」っていう疑問があるが、分からない人のことはどうでもいい。

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次期アンプBA3886の放熱で ちょっと思い付いて試したら、高級車のエンジンカバーのような感じになったw

BA3886のDC-DCコンバータの放熱の改良 (プロト)

なお、実用化版は気のせいか醜くなった模様。

 

(3/29 18:29) ようやく熱対策が一段落した。今までにしたことを順序を追って書く。

  1. ベース(土台兼放熱板, アルミ製の2.5→3.5インチ ドライブアダプタ)にアンプIC LM3886(以下、3886)とDC-DCコンバータ(以下、コンバータ)を取り付けて(写真は取り付け部)放熱するようにしたところ、電源を入れて少し(30分くらい)すると急に3886が熱くなることに気付いた。
  2. いろいろ調べてみると、コンバータがかなり熱くなり、その熱がベースを伝わって3886を熱していることが分かった。
  3. それで、ベースでは駄目だと考えてヒートシンク(アルミ製)を買って付けてみたが、残念ながら、いかにも冷えそうな外見からの期待に反して今ひとつ冷えなかった。何度か試したが諦めて、ベースに戻した。
    • どうも、サイズ(4x4x2cm)が小さいのとフィンの間隔が狭い(強制空冷に向いているようだ)からのようだ。
      • 最適なフィンの間隔については、下記の「回路・基板設計者−」を参照した。現状の2倍程度の間隔がいいようなので、フィンを1枚おきに撤去したかったが、さすがに無理だった。
    • 熱抵抗を計算してみると、いろいろな方式があって、どれが正しいか分からないのだが、ベースに比べてすごくいい値ではなかった。
    • 以下に、参考にしたページとそれで見積った値を書く。
      • ヒートシンク熱計算妥当性?
        • ベース(両面, 約1mm厚, 240 cm2): 約4℃/W
        • ヒートシンク(約2mm厚, フィンを考慮しない= 64cm2): 2個の場合、約3.5℃/W
      • 回路・基板設計者のための失敗しない基板熱設計のポイント
        • ベース(縁を考慮しない= 1×104 mm3): 約20K/W
          • 明らかに値がおかしいので、この方式(包絡体積で見積もる)の想定に合っていないようだ。
        • ヒートシンク(3.2×104 mm3): 2個の場合、約5K/W
      • 放熱の基本設計
        • ヒートシンク: 市販品の例の40×20×40mmの剣山型ヒートシンクに近いので、6.8 ℃/W辺り
      • ヒートシンクの大きさの決めかた
        • ベース(24000 mm2): 約3℃/W
        • ヒートシンク(約2mm厚, フィンを考慮する= 22400 mm2): 2個の場合、約2℃/W
      • 放熱板、放熱器(ヒートシンク)の放熱設計法
        • アルミ板で作った放熱器(ヒートシンク)の熱抵抗
          • ベース (片面の面積: 120 cm2): 約7℃/W
        • 包絡体積に依存する場合の熱抵抗
          • ヒートシンク (32 cm3): 2個の場合、約6℃/W
      • さまざまな値が出て、どれを信じればいいか分からなくなったが、結局、最後のページ(アスナロネット)が実際の開発経験に基づいていて一番確からしそうなので、以下と推定した。
        • ベース: 約7℃/W
        • ヒートシンク(2個): 約6℃/W
      • そして、結局、単体ではベースとヒートシンクの放熱能力は同等と推定した(数値は異なるが、「回路−」以外のページでの見積りでも「大差ない」結果になっている)。
        • 更に、ベースにはいろいろな部品が載っていたり下にケースがあったりするので、ヒートシンクより放熱が良さそうだと推定した。
      • なお、3886の仕様(要求条件)としては、周囲の温度が40℃の時、内部損失を10W(電源電圧が±20Vの時に出力0-20W(8Ω))とすれば(← かなり厳しい想定)、冷却板の最大の熱抵抗は9.8℃/Wなので、上のどちらでも問題ないはずであり、「冷えない」・「熱い」というのは僕の個人的な感想とか好みのようだ。
        • ただ、電子部品の寿命の点から、できるだけ冷やすに越したことはないのは確かである。
    • 細かい話だが、ヒートシンクを付けるに当たり、(別に書くが、問題があると疑って居た(が、結局、問題はなかった))DCサーボ基板(以下、サーボ基板)を使うか迷っていた。サーボ基板はアンプ基板の下部に(子ボードとして)取り付けるため、その有無でアンプ基板の高さが変わる。すると、ヒートシンクの高さも変わってしまって、サーボ基板の着脱時に調整が必要で面倒になる。
      • → それで、アンプ基板を上下逆に設置することにした。(→ 配置図) そうすれば、サーボ基板を付けても(全高は高くなるものの)ヒートシンクの高さは変わらない。
      • ただ、結局、ヒートシンクを使わないことにしたので、残念ながら、このエキセントリックwな配置はボツになった。
  4. 試しにコンバータをベースから離そうと、また、熱気が3886に伝わらないように上方に置こうとして、リップルフィルタ(以下、フィルタ)に載せたら、確かに3886はそれほど熱くなくなった。
  5. その配置でなるべく高さを低くしたかったので、フィルタを上下逆に付け、その底板※を外してできた窪みにコンバータを少し浮かせて設置することにした。
    • ※底板は鉄製で、アンプに使っているコイル(写真中央少し上の茶色い丸い物2個)に影響を及ぼしそうなので、外した。ただ、コンバータのケースも鉄製なので、実際には意味はなさそうだ。 → その後、コンバータのケースは真鍮製であることが分かったので、意味はあったかも知れない。
      • それに、シミュレーション例によれば、数cm離れていれば影響はなさそうな感じ(あくまでも、アナログ的な直感)だった。
      • こうしたくなったのは、3886をベースに押し付ける板(以下、押え板)を鉄製の部品(PCのスロットカバー)で作ったら、途端に耳閉感が起こったからだ。
        • 良く調べたら、押さえ板がコイルの真下にあって接触すらしていたので、全然良くなさそうだった。
          • → 押え板をプラ(PCのドライブベイのレールと結束バンド)で作り直した
      • これが、良く言われている(が、僕は信じて居なかった)、「鉄(磁性体)は音を悪くする」の原因・実例なのかと実感した。
        • ところが、今調べてみると、鋳鉄製のインシュレータなんてのが(もちろん「音にいい」という主張なのだろう)売られていたりして、謎は多いwww
      • 書いたあとで気になったが、コイルの近くにはスピーカー端子もある。材質を調べても分からなかったが、試しに磁石を近付けても付かないようなので、磁性体ではなさそうだ。色や柔らかさから、真鍮だろうか?
      • 写真を見ていて思い出した。この配置の時は、コンバータをベースの下側に取り付けていて、それもコイルの近く(写真の押え板の左辺り)だったから、コンバータのケースの影響もあって、かなり ひどかったのではないか。 ← コンバータのケースは真鍮製なので、音への影響はなかった(ただし、熱の影響はあった)。
    • この工夫には余り効果はなさそうなものの、とりあえずコンバータの置き場所ができたのがメリットである。
  6. 更に、コンバータが熱く(50℃前後)なって なんとなく嫌なので、缶(保存用ビスコ)の蓋(アルミ製)で作った放熱板を付けたところ、若干冷えた。
    • メーカーに聞いたところ、コンバータの使用温度の上限は85℃で、部品には充分なマージンを確保しているとのことで、寿命が短くなる心配は全くないのだが、気分的に少しでも冷やしたいと思った。
    • コンバータとフィルタのメーカーのコーセルには何度か質問しているが、個人の素人にも関わらず いつもちゃんと教えて下さって、とてもありがたい。
    • 放熱板はアルミのような物なら何でもいい訳ではないようで、薄いと放熱効率が悪いのか、アルミ箔では温度が下がらなかった。
    • 放熱板の効果を確認後、接触面に熱伝導グリスを塗布してみたが、あまり効果はなかった。放熱板が平坦でないためか。
      • あと、コンバータの表面に製品ラベル(PP?)が貼ってあるので、その上にグリスを塗っても無意味なのかも知れない。
    • なお、3886に使えなかったヒートシンクを使おうとも思ったが、ケース内に充分なスペースがないのとベースに熱を伝えたくないので見送った。
  7. 更に温度を観察していると、部屋の微妙な気流(エアコンや扇風機やドアの開閉)にも影響されることが分かった。
    • 結構前から置き場所にしたいと思って居た、スピーカーの下(台の重しの上)には風が来ないらしく、温度が高目だった。 (PCをスピーカーと垂直に設置していて、下記のPCの風が当たるようにする前)
  8. それから、カバー天面には埃よけを付けて塞ぐことにしているのだが、いろいろ試したら、コンバータの放熱板の上さえ開けていれば、他を全部閉じてもそれほど熱くならないことが分かった。
    • ただ、放熱には材質や厚さが関係しているようで、クリアフォルダー(PP?)はピシっとしていいのだが、熱が篭って駄目だった。薄いビニルが良かった。
    • → スーパーでもらえる、水物を入れる薄い袋(PE?)を切って貼っている。
  9. 天面を塞ぐのに矛盾しているが、やっぱり少しでも冷やしたいと思い、上記の気流の件から、PCの後ろ側に置いて ケースファンの排気(「廃気」?)に当てて冷やすことを思い付いた。
    • 排気の温度を測ったら全然熱くないので(高負荷時は不明)、使えそうだった。
    • BA3886をスピーカー台の重しの上に載せると(かつ、PCをスピーカーと平行に設置した場合)丁度ケースファンの排気が当たりそうなので試したところ、まあまあ冷える(例: 無風-0.9℃, 室温+17.3℃)ことが分かった。
      • この時、置き方が重要で、アンプ基板が風に平行になるように置かないと冷えないことが分かった(→ 参照: 配置図)。垂直(対面)だと風が通らず、熱気が排除されにくいのだろう。
      • 冷え方はファンの回転数にかなり依存する。回転数はHDD温度に比例するように制御しているので、HDDの負荷はもちろん、間接的に室温にも比例することが期待できる。ただ、何かしら風があれば温度が下がるので、それで充分だ。
      • なお、コンバータの温度は風の有無には余り影響されず、例えば室温+23.5℃前後だった。
    • 風を当てたら当てたで生まれる余計な心配は、風で埃が飛んで横から入って溜まらないかである。が、それは様子を見て対処することにした。

 

というところで、熱にも なかなか苦労したが、とりあえずは落ち着いた状態だ。

こうして試行錯誤してみると、特にスマフォなど小さい製品を作るメーカーの方の苦労の かけらが分かった気がする。部品を詰め込んで小さくすると同時に、雑音も熱も対策しないといけない、もちろん性能も上げないといけないのだから、全く大変だ。

僕は特に詰め込んで小さくする必要はなかったのだが、例によって酔狂で挑戦したwww

この件で残って居るのは、暫定的にダクトテープで貼っている放熱板を「ちゃんと」取り付ける(マジックテープを考えて居る)ことと、フィルタの中身が底部に押し付けられて力が掛からないようにする(ゴムスポンジなどを敷くことを考えて居る)作業程度だ。

 

それから、全体としても大分進んだ。あとは正式な特性・性能の測定・評価や部品をベース・ケースにちゃんと取り付けるとかコードの長さを調整するなどの細かいことが残って居る程度だ。(この先は長くないと信じてw)大体1か月掛かったか。

 

なお、題では「次期アンプ作り」だが、BA3886は もうすっかり「現行」になっており、今までのアンプは単なる「電源中継コネクタ」に成り下がっている。音と特性の良し悪しについては「ちゃんと」比較する必要があるが、とりあえずは問題なく聴けているし、印象としてはこっちのほうがずっといい。

聴いていると、例によって、「初めて聞く音」が何度も出るのだが、それはきっと、別のことだと思う。

 

PS. スピーカー端子の材質について調べていたら、あるブログに興味深い記述があった。そういうのに一番いい材料は銀や銅で、ポピュラーな真鍮はそれらより数倍導電率が低いので駄目だとのこと。「へえ」と思って調べたら、正しかった。Wikipedia: 「電気抵抗率の比較」によれば、それらの電気抵抗率(Ω・m)は

  • 銀: 1.59 ×10-8
  • 銅: 1.68 ×10-8
  • 黄銅(真鍮): 5.00〜7.00 ×10-8

で、確かに真鍮の抵抗は銅の約3倍である。が、「逆の目糞鼻糞」である。どちらもものすごく小さい。10 nΩ・mのオーダーで、オーディオ機器で使う量で抵抗値の違いは大きくない。仮に音質が抵抗率に比例するのなら、真鍮には音を悪くする「何か」が数倍多いのだろうが、果たしてそういうこと・物はあるのか。僕は違いが分からないのだが、銅線中の酸素の量や結晶の方向みたいなものか。

更に、もっとおもしろいことは、他の電子機器同様、オーディオ機器でも部品や線の接続に多用されている半田は、鉛(今は鉛フリーなので、例えば銀や銅になっているようだ)と錫の合金であるが、それらの電気抵抗率(Ω・m)は

  • 錫: 1.09 ×10-7
  • 鉛: 2.20 ×10-7

と、銅や真鍮などに比べて1桁大きいことだ。鉛フリー半田なら鉛は関係ないが、錫の影響は多大なはずで、金メッキは音が柔らかくなってしまい、ニッケルメッキは抵抗が大きくて駄目だというほど鋭敏な耳の持ち主であれば、錫なんて通したら、きっととてつもなく軟弱な音がしてクラクラしてしまいそうだが、それは許せるのだろうか??

やっぱり、そういう方は半田付けなどという邪悪な手法は使わず、溶接とか銀ろう付け(← 実は純銀ではないようだ)しているのかも知れないな。すごいことだwww

更に言えば、そもそも、半導体に使われるシリコンなんて とんでもなく抵抗率が大きい(3.97 ×103 Ω・m)※うえにわざわざ不純物を含ませてすらいるから、そういうのはHi-Fi再生には全く向かないのではないだろうか。だから真空管?* 是非、教えて欲しい。

※ゲルマニウムはちょっと良い(6.90 ×10-1 Ω・m)。ガリウムやヒ素は随分良いが、それでも錫レベルだ。

*仮に真空管自体は音がいいとして(ただ、電極の材質の音がモロに出そうだが、それはどうなのかという疑問はある)、真空管アンプに使われるトランスにはとんでもない長さの銅線が使われており、それこそ電気抵抗率が効いて音が劣化しそうだが、それは問題ないのだろうか?

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結構期待したが、詳しく調べてみたらイマイチで止めた。値下げMVNOに移行する件だ。

以下が候補だった。

  1. 楽天: 1GBまで0円
  2. nuroモバイル: 792円/3GB
  3. IIJmio: 858円/2GB
  4. エキサイト Fitプラン: 495円(低速モード), 880円/3GB

今日調べるまではnuroがベストだろうと思って居たのだが、検索したら悪評が出て、気になってサイトを見たら、確かに いくら探してもサポートの連絡先が書いてない(フォームもメールも電話番号もない: だとしたら、どうやって連絡するんだろうか?)ので話にならない。さすが、僕の大嫌いなンニーだけのことはあるwww

もちろん、頻繁にサポートを使うあてはないが、(今回、調べるまでもなく却下した○CNで実感したのだが、)サポートは会社の体質(→ 使い勝手や満足度やストレスに繋がる)を表すので、それを意図して あるいは技術・意識レベル不足でできにくいようにしているところは、論外もいいところだと考えている。

コスト的には楽天が最高なのだが、基地局が少ないうえに(まあ、普通に使うならパートナー回線でも繋がればいいが)、やっぱりサポートがひどい(ここはアプリでしか問い合わせできないようだ)ので、却下に近い保留だ(まあ、既に一回線持っているし、タダだから(なくならない限りは)いつだって問題ない)。

エキサイトは低速モードだけ使おうと思えば安いが、1バイトでも高速モードを使うと安くなくなるから油断できないので却下した。サイト構成にも現れているが、そういうところは詰めが甘い会社だと思う。例えば、高速も500MBまで495円にしたら 僕にお誂え向き随分いいじゃないか。

実際、以前Googleマップを使おうとした時、低速モードでは全然使い物にならなかったことがあった。

残るはIIJmioで、まあ悪くないけどコストメリットがない。移行に掛かる費用約6千円をペイするのに40か月くらい掛かるから気の長過ぎる話で、やっぱり話にならない。

そして、今使っているイオンモバイルも、仕方なく(かどうかは分からないが、)200円くらい値下げしてくれたので、(上のような状況からすれば)許せる。

イオンのサポートは僕的にはベストではないが、許せるし、丁寧なのは評価する。いざという時に電話(面倒だけど、すぐに繋がるし、オペレータの方は丁寧で ちゃんとしているので、それほど嫌でない)とか紙ベースになってしまうのが、「ちょっと・・・」なところである。※ でも、頻繁に使わないので良しとできる。

※そういうところは、高齢者指向なのかも知れない。少し考えると、現代としては、意外に悪くない方向な気がして来た。困ったら、電話するとか(でも、その電話がスマフォだけだったら どうすればいいのか?www)イオンに行けば、きっとなんとかなるのだろうから・・・

店に「行く」というので思い出したが、朝車で走っていると、10時(か9時か)ちょっと前だと、必ず、ドコモの店の前に並んでいる人(数人)を見る。どうしてそんな必要があるのか・そうする気になるのか理解できず、余程暇かつ意識レベルの低い連中だとは思うが、そういう需要があるのは確かなのだろう・・・

であれば、ドコモで待つよりは、近くにあるならイオンに行くほうがずっと得策な気はする。店員さんは、きっと、どんなつまらないことにも丁寧に接してくれそうだ。しかも、料金は断然安い。そういう、ニッチどころか現代の王道(しかも、他社は気付いてない?)を行っているところには、今更ながら感心する。 (ただ、僕は経済学はやってないので、その収益性はどうだか知らんw)

それから、イオンは 某キャリアのような姑息なことはしないのは ほぼ確かで(だって、する意味がない)、そこもポイントだ。

最後に、ないとは思うが、何かの理由でどうしても移りたくなったら、楽天にすればいい。

てな訳で、僕的には(いつもそうだが)「時期が悪い」ようだw

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右往左往しつつ鋭意作成中の(かつ、翌日にはちゃぶ台返しになるのに「今日は進歩があったから」と毎晩飲んでいるw)次期アンプBA3886の放熱について調べていたら(→ 見付かったページ)、いかにも僕の20年後みたいな気がしたサイト、「Asunaro-net(アスナロネット)」が見付かった。近頃僕が書いているような、ちょっとした電子工作や電子機器の修理などの情報が興味深い。ただ、書かれている方は70代なのに※ 僕よりすごく(だから、正確には「僕の20年後」ではなく、それ以上だ)、素直に負けを認めざるを得ない。

※僕は作者の属性(性別年齢、経歴、性格その他)で作物・結果の良し悪しを判断しない主義だが、彼については、内容に加えて世の中の一般的な70代の「IT? なに?」のような方とは全然違うのにも感心したということである。結果的に属性で感心してしまっているし、ステレオタイプな見方を露呈しているが・・・

まあ、ニュースなどで良くある「70歳のおじいちゃんが−した」みたいなのを先に知ったら見る気はしなかった。まず内容で感心して、それから作者が高齢で驚いたということだ。

 

もちろん僕らしくw、読むといくつか注文を付けたくなる。なかでも、投稿・記事の日付がないのが一番残念だ。その点は情報の価値に対する意識の違いだ。あと、全部のページの下部にその方の経歴などが出るのは「うーむ」と言いたくなる。でも、彼のサイトなので問題はない。僕の趣味では ないだけだ。

更に重箱の隅を突かせてもらえば、「ユーザー エクスペリエンスには特にこだわっています。」という割には、今ひとつ使い勝手が悪い(例えば「見通しが悪い」というのだろうか?)のは なぜだろうか。もちろん、まあ、大したことではない。が、それがUXではないかな?

済みません、あと一個。「このサイトの引用はしないでください。」は全くない。※ 「ない10」くらいだw 法的に、適切な引用は許されているはずだし、僕は、参照・引用できなかったら そのサイトは死ぬと思うからだ。まあ、そのあとに、「リンクは大歓迎です。」とあるので、参照で引用を兼ねる考えなのだろう。が、それでは不便で、御自分でこだわっているUX的にはいかがなものかと思うが・・・

※これ自体が引用で、彼の頼みを聞いていないがw、法的に可能なのでしている。

そう書かれている理由を推測すると、「常に更新や訂正をしていますので−引用先まで訂正することができません。」とあるので、投稿・記事の日付を出していないために、常にサイト全体を「現時点」(トップに出る更新日)で正しくしようとして・正しくなければいけないと思っていて破綻しているのだろう。

最後に、本名で出られているのもなかなかすごい。単に仕事の宣伝とか危機感がないとかなのかも知れないが、これも僕とは違う。

 

(BA3886のネタは多いのだが まとめるのが面倒・疲れるので、横道に逸れた。)

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先日 過大入力で壊れた、PCのサウンドカード(ASUS Essence STX II))の入力部(ADC)。なかなか諦め切れず、思い付いたことをちょっと試したらうまく行きそうだったので やってみたら、予想以上にうまく行った。

なぜ諦め切れなかったかというと、入力の制御(設定)は全然できないものの、入力信号のレベルが完全に0でなくふらついているため、ADCは壊れておらず、その前のオペアンプが駄目になっただけだと思われるからだ。それなら、そのオペアンプを交換すれば直るはずだ。

実際に、基板上のADCやオペアンプのピンを触ったら雑音(主に50Hz)が入力できたので、ADCは生きていそうなことが確認できた。

基板を見て信号経路を想像しているうちに、オペアンプは2種類(4580(写真: 白いテープの上の黒い四角2個)と5532(写真: 中央辺りの縦に2個並んだ金と銀の丸の右の黒い四角2個))使われており、壊れたのは入力ジャックに近いことから初段と思われる4580と推測した。が、それはピッチが狭い(1.27mm)EMP8というパッケージ(サイズ: 約5x3.9mm)で、交換はなかなか手強そうだった。このサウンドカードに添付されていたオペアンプを使うことも検討したが、DIPという大きいサイズなので それを使うのも難しい。

それから簡単な回路図を描き起こしたら、正しいかは分からないが、このボードは差動入力にも対応可能なようで、もったいないことに※入力がGNDに直結された-入力側にもオペアンプ(4580の1/2)が使われていることが分かった。

※このオペアンプは ただ"0"を出しているだけなのだ。

それで、4580が壊れたのなら、そのあとに信号を入れればADCに入力できるはずで、試したら本当にできた

これは運が良くて、4580の出力のあとにカップリングコンデンサがあったので、(パターンカットなどせずに)手軽に その出力側(= 5532の入力側)に信号を入れられたからである。

予想どおり、壊れたのは初段だけで、それ以降のADCなどは無傷だった(ただ、どうしてか制御系もおかしくなっているが・・・)。

更に予想・期待したのは、壊れたのは+入力側(オペアンプ4580の半分)だけで、もう半分(入力がGNDに直結された-入力側)は生きている可能性があることだ。それなら、壊れた+入力側を使わないようにし、代わりに-入力側に信号を入れ、元の+入力側の出力の代わりにGNDを繋げば、極性は逆になるものの、ADCに信号が入れられると考えた

やってみたら、細かくて苦労したり間違いもあったが、なんとかできて、ちゃんと入力できるようになった!

壊れたICの同じダイ上にある別の部分(半分)が生きているというのは、なかなか運のいいことだ。入ったのが雷とか100Vではないので、ダイ全体が破壊された訳ではないからだろう。

もうひとつ幸運だったのは、入力切り替え用リレーがデフォルト状態でライン入力側になっていたことだ。もしこれが開放や もう一個の入力(フロントパネルのマイク)側だったら、リレーもいじらないといけなかった。

修理はほとんど改造で、オペアンプの脚を切って持ち上げて線を繋ぐなど、大変エグい(「魔修理」?w)。細かくて脚にしっかり半田付けするのが困難だったので、強度や耐久性には不安がある。

4580のピン3本を(半田が剥がせなかったので)切って持ち上げ、1本(壊れていない半分の入力端子: 元のGND→-入力)に信号入力を繋いだ。残り(壊れた半分: 元の+側の入力と出力)は入力信号に影響を与えないように持ち上げた。本来は入力をGNDに落として安定させたかったのだが、切って脚がほとんど残らなかったので面倒になって止めた。まあ、壊れている部分だから よもや発振はしないと思う。

謎なのは、新たに-入力側になったほうの、GNDに接続したカップリングコンデンサを直結すると(: 右端の×の部分)、大きな雑音が出ることだった。差動入力の関係なのか、僕には良く分からない。元からそうなのだが、絶縁する以外にGNDからの入力?にもカップリングコンデンサを入れる意味が分からない。差動入力なので同相の雑音が除去されるが、直結するとそうでなくなるということだろうか。

ただ、+側もそうだが、このコンデンサが、時々測定値が変になることに関係している気がした。あと、電解コンデンサなので入力した音は悪そうだ。

特性を測ってみると(やっぱり、極性は逆になった)、(疲れたので詳しくは見ていないが、)大丈夫そうだ。振幅は真っ平だし、位相は見慣れた形だし、歪みも悪くない。

 

さすがに疲れたが、今回もうまく行って気分はいい。近頃は「ハード屋さんかな?」という稿を書こうとするくらい(あとで書く予定)、(仕方なくw)ハードもいろいろやっている。全部うまく行っている訳ではないが、半分前後は思ったとおりになっている。でも、半田付けは好きでない※から、そういうのがないものをメインにしたい。が、そういう楽なものはほとんどない。

※火事の危険があるから神経を遣うし、うっかりすると火傷するし、半田に含まれる鉛の蒸気を吸うと、あるいは、手などを経由して体内に入ると絶対に身体に悪いと思うからだ。ただ、世の中で随分多くの人が未だに鉛フリーでない半田を使っていると思うけど、その害について聞かないということは、半田を溶かした時に出る煙ほど多くは蒸発していないのか、それほど毒性が高くないのかと想像する。

でも、やっぱり嫌だ。子どもの頃は無頓着に使いまくっていたが、その害がないのが不思議だ(いや、実は充分にあったりしてwww)。

→ いかに半田付けが嫌なものかについての素晴らしい「あるある」。 (3/21 8:52)

 

(3/21 5:29, 9:49 少し加筆・補足・修正)

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ご安心を。壊れたのは作っているアンプじゃなくて、PCのサウンドカード(ASUS Essence STX II)ですw アンプの特性を測っていたら、過大入力したらしく、突然「カチッ」というリレーの音がしたあとは入力できなくなっていました。正確には、入力がふらふらと雑音だけになってしまいました。

ただ、その少し前も振幅が小さくて、そもそも寿命だったのかも知れません。振幅が小さいから、アッテネータは要らなかったかと思って直結したら、壊れてしまいました。

以前、電源の雑音を測定した時に、「(過大入力したら)初段が壊れるかも」と書いたにも関わらず、このありさまです(悪いことに、初段どころかADCが壊れた様子)。幸運なのは、出力は問題なくできるので、音楽は聴けることです。

あ、でも、今気付きましたが、初段のオペアンプ(あれば)だけが壊れた可能性もありそうなので、また見てみます。

不思議なのは、壊れたあとで試しに再起動したら、入力自体ができないような構成になっていることです。推測では、サウンドカードが起動時に内部的にADCをチェックしても応答がないとかおかしい応答だから、入力系がないものとしてOSに状況を伝えているのではないかと思います。

ちなみに、ライブメディアのLinuxで試しても同じなので、サウンドカード関連の設定などの問題ではなく、本当にサウンドカードが壊れているようです。

仕方ないので、今はスピーカーの特性測定用のScarlett Soloを使っていますが、今ひとつ挙動不審なところがあって信頼できないので、サウンドカードを直したいです。が、ADCが吹っ飛んだとして交換するとして、チップ自体は3千円ちょっとで買えるとしても、交換する時にサウンドカード全体を壊したり、ADC以外が壊れている可能性もあるので、得策ではないでしょう。

なかなか難儀です。

 

それから、ライブメディアを試す時にDVD-RWに書き込もうとしたら、光ドライブが壊れていて書き込めず、笑いました。交換してから今までに数えるほどしか使ったことがないのに、もう壊れますか・・・

 

(最初の文章をひきずって、全部丁寧な書き方になりました。まあ、たまにはいいかと)

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次期アンプBA3886は、中身はもちろん、外見も大分 形になって来た。いろいろ苦労したが、今のところはプロトタイプとして出来上がりつつある。

さまざまな偶然があって、外見は なかなかいい感じになった(予想を超えたので、思わず吹き出すくらいだw)。底部は、最初から使っていたバッファローの古いルーターのケース※の片割れ(深さがある)を魔(?)改造して入出力端子や電源スイッチを取り付けた。その上にベース(アルミ製放熱板, 2.5→3.5インチ ドライブアダプタ)に載せたアンプ部・電源部を載せ、その上に蓋(カバー)を被せた。

※このケースに特に思い入れはなかったのだが、丁度いいサイズ(14x14cm)なのと、プラスティックで加工しやすいので、使い続けることになった。

カバーは、100円ショップを物色中にひらめくものがあって、植木鉢の底に敷く網(鉢底ネット)で作った(今は習作なので仮止め状態)。大して工夫しなかったのだが、予想外にいい感じになった。遠目で見ると金属メッシュに入った真空管アンプに見えそうだ(その演出のため、電源ランプには ちょっと手間を掛けた)。なお、細かいことだが、高さを あと5mmくらい低くしたい。 → できた。結束バンドで網を固定した。 (3/19 10:17)

この網は加工が楽なうえに意外に丈夫で なかなかいいのだが、臭いのが欠点だ。なぜか半田の臭いがする。結構強くて目が痛むほどだ。洗っても余り減らないようだ。「半田」と書いたが、正確には半田のフラックス(付きを良くするための薬剤)の臭いなのだろうが、似たような成分が入っているのだろうか?

他にも案はあったが、色や通気性や大きさが悪くて却下した。それ以前の案では、クリアフォルダーで蓋を作ってMac mini的になったのだが、通気性が悪くて温度が上がったのでボツにした。

調べたら、昔はMac mini風のドライブケースが売っていて、それを使いたかった※のだが、もう売ってないし放熱性(通気性)が悪いので止めた。

※既に似たようなことをされた方が居た。

 

なお、通気性に関しては、良いほうがアンプIC LM3886の温度が上がらないからいいのだが、天面を開けると中に埃が入るので なるべく閉じたい。それで、温度が上がり過ぎない範囲で今の蓋の天面を塞ぎたいと思っている。が、難しそうなので、代替案として、広目の板(具体的にはスピーカーの台の天板)の直下に置く(ぶら下げる?)手も考えて居る。

 

ついでに電源の話を少し。電源はやっぱり重要で、どういう訳か、電源が違うと歪みの出方が違うことが分かった。負荷への応答性なのだろうか。手持ちの中では、SAYAのアンプの電源が一番良かった(小・中出力での歪みが少なかった)ので、とりあえず使っている。ただ、合うDCジャックを持っていないし、買うにしても何がいいか不明なので(通す電力が大きいため、ちゃんと合っていないと接触不良になるようだ)、アンプの中のジャックの端子から電源を引っ張り出すという荒業を採ったw

そういう点でも、BA3886はプロトタイプ的なことばかりだ。

 

今日は とりあえずここまで。

 

(3/19 5:34 画像を追加、キャプションをわずかに変更; 10:17 微調整後の写真を追加、加筆)

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次期アンプBA3886は話題に事欠かず、ここに書き切ることができないw 詳細に書きたいが、書いたら疲れてしまって、BA3886に掛ける時間がなくなってしまう。まあ、今までのように ぽつぽつとベストエフォート()で書きたい。

BA3886の中心となるIC、LM3886は放熱が必要で、データシートには出力や周囲温度などに応じて必要なヒートシンクの熱抵抗が書いてある。それに対応するものを用意すればいいだけだ。が、そう簡単には行かない。熱抵抗が書いてないものが結構あるし、そもそも手持ちのもので済ませたいが、そんな物の正しい熱抵抗が分かる訳もない。

今使おうとしているのは、2.5インチSSDの3.5インチへの変換マウンタだ。友人にもらったADataのSSDのアルミ製のものだ。事前の見積りでは「何となく」間に合いそうな気がしていたが、確証がないので、実際に使って確認したい。

確認するには、アンプIC(LM3886)の温度を測る必要があるが、手持ちにはそういう温度計はない。正確には、外気温を測っているものはあるが、取り外すのが面倒だ。

そこで作ったwww

(疲れと あとが詰まっているためw、以下の文章は更に簡略化します)

湿度計が駄目になったタニタの温湿度計から温度センサを取り出して、コードで延長した。それをLM3886(2個あるので片方)に貼り付けたら、なかなかうまく温度が測定できた。まあ、いろいろな誤差はあるが、変化は分かるから、当てずっぽうとか指の感覚などよりはずっといい。そして、コードは普通のミニプラグ・ジャックのコードで繋げるようにしたので、多少は自由に延長できて、他にも使えそうだ。

不器用ながらも、近頃は熱収縮チューブなどを活用して、コードやセンサの保護をするようになった。結構な進歩だw

そして、以前から試そうと思って居たのだが、LM3886をベース・放熱板に付ける際に熱伝導グリスを塗ったら どのくらい効果があるか試した。すると、効果はあったもののそれほど大きくなく、使わない場合より1-2℃下がった程度だった。

なお、LM3886の温度は結構ダイナミックに変わる。当然ながら、パワーを出すと熱くなるが、何もしなくても上がることがある。発振しているのか、気にはなっている。今までに見た最高温は、特性測定の時に超低音(20Hz)を大出力(約10W)で出しっぱなしにして忘れて居た時の48.3℃(室温: 23℃)である。負荷抵抗も熱くなっていた。小さいアンプでもそれなりにパワーが出るから、油断したら危ない。まあ、充分かは分からないが、それなりに冷えることは分かったし、電源の負荷試験にもなった。

(3/14 13時 追記) 電源の話が出たのでついでに書くが、BA3886の消費電力は、アイドル(無音)時でも約6Wで結構多い。この点でも、発振していないか気になっている。ただ、元電源とDC-DCコンバータのオーバヘッドがあるので、それらを20%ずつとすれば、アンプ単体では約4.2Wとなり、(これもいいか悪いか分からないが、)まあまあか。

音を出した場合、(電源容量の上限になって)出力が飽和しない(超低音で飽和する)上限の音量・出力だと、片チャネルで約23Wという値が出た(この時の出力は約10W)。電源を生成しているDC-DCコンバータの出力は30Wなので、両チャネルで最大音量(とてもじゃないが、スピーカーでは出せないw)を出した場合には、コンバータと元電源のオーバヘッドを考慮すると40W台前半になるのではと想像している。

 

オーディオアンプを作っているはずなのだが、車の水温計やPCのCPUのクーラーへの取り付けみたいなことをしたw

たまたまだが、温度計が丸いところが、往年の車の「6連メーター」みたいな雰囲気があって、結構気に入っている。

そういえば、昔使って居たマランツのアンプにも温度計(針式)が付いていたのを思い出した。トランジスタだかの温度を表示していた。冷えていると音が悪いからだったか。

 

(3/14 12:35 わずかに加筆; 3/14 12:49 構成を調整)

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今日の夕方に、とりあえず、次期アンプBA3886本体が一通り出来て、詳しい測定はしたいのだが、どうにも音が聴きたくて聴いている。本体だけは出来上がったので、早速今までのアンプと置き換えて試している。

それにしても この外見。冷静(今は酔っているがw)に見ると、「は? 何これ?」だ。とてもじゃないが、オーディオアンプには見えない。キカイダーの中身みたいだ。でも、ドクの作ったタイムマシン(特に、1955年に修理した版)に通じるものはあるかもね^^

ひとまず出来上がった、BA3886本体

全部出来てから音を聴いた最初の感想は、「なぜか、確かに今までのアンプとなんか音が違う」だ。それが何によるのか、いいのか悪いのか分からないが、特性の測定とか別の用事よりも「なんか聴きたい」気分にさせて、「もう一曲」を繰り返して数曲聴き続けさせたということは、悪くない可能性が高い。

ちなみに、物理特性は、振幅や位相は全く問題なく、歪みは今までのアンプの1/10くらいで小さい(まだ詳しく確認していなので暫定値)が、それが音の違いに関係しているのかは不明。

 

参考までに、BA3886の音を聴いて今までに思ったことを列挙する。

  • 両チャネルが出来たら、片チャネルの時より音が変わった感じは減った。両耳になったせいか? ただ、音はやっぱり違う。
  • "Waiting for a Girl like You": 高域がクリア? わずかな圧迫感は疲れ? ただ、聴いていて、今までより身体(例: 脚)が疲れない感じがする。
    • ↑ これ、自分でもおかしな言い方だけど、筋肉が疲れない(もっと普通に書くと「くつろげる」とか「癒やされる」※)音ってあると思う。
      • ※誤解されないように書くが、このアンプは決してマイルドなんかでなく、僕の好きなストレート系、グサっと来る系である。
  • "Come Together": なんか違う。多分いい方に。多分、より忠実な音になったのではないか?
  • "Something": 低音が違う。ダンピングファクターがいいせいか? 最後の方のベースがはっきり聞こえた。
  • "Polythene Pam": 右のアコースティックギターがリアル。
  • "Across The Universe": 若干の圧迫感。

上にも書いたように、いいことばかりでもなく、やっぱり圧迫感があることがある。ただ、それが疲れや耳の調子によるのか、アンプの音によるのかは分からない。

 

他にいろいろ書くことはあるが、今回もとりあえずここまでで。

 

おまけ

我ながら すごいと思っている、1点アースの図。一体何本繋がっていることやら・・・ これが本当に効果あるのかは分からんがw、一応やってみた。

1点アースがすごい状態。

細かい話だが、下のベース兼放熱板(2.5インチドライブ→3.5インチアダプタ)の青い塗装がちゃんとしているので、(見た目からの想像に反して)このアースはまだベースには繋がっていない。塗装を剥がす必要がある。

ただ、ベースに繋げたとしても、それで何かいいことがあるかというと、ない気はする。良く分からないが、とりあえず どこか1点でGND線が繋がっていることが重要そうだ。

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(無理に こじつけなくてもいいのだが・・・)

昨日、BA3886のアンプ部を片チャネル分だけ組んで、やっぱりちょっと失敗したり いくつか謎はあるものの、何とか一発で音が出た。写真は(壊れてもいいように)テスト用の小型スピーカーだが、「本物」でもちゃんと鳴った。

BA3886で最初に音が出た時

歪みは今のアンプよりずっといいので、それだけでも作ったのは無駄ではなかったようだ。早く残りを作って交換したい。

(とりあえず、今はここまで。)

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