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2015年8月10日 (月)

トランジスタ技術 2015年9月号 フォロー

トランジスタ技術 2015年9月号の特集記事のひとつを書かせていただきました。 

担当させて頂いた部分は、ラズベリーパイでオーディオを楽しむ方法、各社のオーディオ用DACの内部ブロックと機能、そして8Ω10W出力のディスクリートアンプの製作記事までと幅広くなり、てんこ盛りになりました。 

他の筆者さんの記事も大変興味深く読ませて頂きました。 

自分で読み返してみると、わかりにくい部分があったり、今更ながら説明が足りない部分があったりと反省点がございました。 私の拙い文章力、至らなかった点をこの場をお借りしてフォローさせて下さい。 

 

 

Vfa1_01  

電圧帰還アンプの方の全体像はこんな感じです。 この基板は、今年の正月にちら見せしていました。 

電源は、外部電源としました。 DCアダプタx2個でも動作できるのも特徴ですが、本来の目的はそこではありません。 そのうちご紹介できればと思います。 

 

プロテクション基板は回路や動作、仕組み、使用したデバイスの説明をすると1章の半分くらい埋まってしまうので概略だけの紹介にさせて頂きました。 でも、省略しすぎて 8行しかなく写真も図もないと内容が伝わらないと思いました。 すみません。 

Vfa1_02 

プロテクション基板の概観はこんな感じです。 アンプ基板と配線を1対1(5本づつ)で結線するため、電源の分配やGNDの集中ポイントもこの基板が担当しています。 

回路はTA7317PやuPC1237HAが入手困難なためディスクリートで組みました。 下記の機能を実装しています。 

・電源ONディレイタイマー 
・電源OFF検出
・アンプ出力DC検出-保護機能
・MOSFET式ミュート
・ミュートON/OFFインジケーター

こちらも詳細をどこかでご紹介できればと考えています。 

 


 

Volumio V1.55を入れたRPi 2 に有機ELディスプレイを追加するという部分。 (p.49)

Oled_con  

誌面の都合上と思いますが、原稿には書いた説明がすっぽりと無くなっています。 設定方法を知りたいという要望が複数件ございましたので、こちらに掲載しようと思います。 自作派のみなさんは 「読んで終わり」 ではなく、ご自身で 「作って楽しむ」 方々が多いのですね。 嬉しい限りです。 

 

まず、VolumioとPCは同一ネットワーク(ルーター)に接続して起動しておきます。 Volumioは名前解決しているので、IPアドレスを調べる必要がありません。 

 

1.sshでvolumioが起動しているラズベリーパイにログイン 
  ssh接続にはTera Termを使用しました。

 host: volumio.local
 user name: root
 Passphrase: volumio

2.I2CポートをPythonから使用できるように設定

  apt-get update
  apt-get -y install python-smbus

 /etc/modulesに以下の2行を追加
  i2c-bcm2708
  i2c-dev

 /boot/config.txtに以下の1行を追加
   dtparam=i2c_arm=on

3.有機EL表示用のスクリプトをダウンロード

  wget nw-electric.way-nifty.com/blog/files/oled_ctrl1.py

4.スクリプトを自動起動させる
 /etc/rc.local の exit 0 の前の行に以下の1行を追加

  /usr/bin/python2 /root/oled_ctrl1.py &

5.再起動する(強制的にfsckをかける)

 shutdown -F -r now

 

再起動後には有機ELディスプレイに表示されるはずです。 可能な限りシンプルに設定できるように工夫いたしました。 

volumio V1.55は、fsckを一度かけてあげないと、そのうち(1週間~1ヶ月くらいで)ファイルシステムがクラッシュして起動しなくなる不具合がでます。 実運用するならfsckをかけておきましょう。 

日本語をローマ字やカタカナに変換して表示する方法はこちらを参照下さい。 kakasiというソフトウェアを使って変換しています。 

 


 

つづいて

赤外線リモコンの受信素子をつけてリモコン対応するという部分 (p.49)

こちらは原稿にもちゃんと説明をいれていませんでした。 せっかくですので、詳細を紹介させてください。 

 

ソフトウェア(lirc)をセットアップする方法はこちらを参照してください。 

ハードウェア(赤外線受信モジュール PL-IRM2161-XD1)は下記の場所に接続しています。 SabreBerry+ は、RaspberryPiのGPIO端子の一部を空けておいて拡張しやすいようにしてあります。(高さも増しません) 

Ir_con  

Ir_con2  

lircのデバイスドライバには受信素子を接続したgpioポートを指定します。 3.3V、GNDと近い18pin(gpio#24)あたりがオススメです。 ただし、この写真のような手抜きをするとショートしやすいのでご注意下さい。 ケースに入れるなら、こういうケーブルを切って使うことをおススメします。 

  nano /etc/modules 
  : 
  lirc_dev
  lirc_rpi

  nano /boot/config.txt 
  : 
  dtoverlay=lirc-rpi
  dtparam=gpio_out_pin=4
  dtparam=gpio_in_pin=24

としておくと良いでしょう。 (out_pinは受信機能だけ利用するなら使いません)

 

lircはとても便利なソフトウェアですが、設定が大変なのと、赤外線受信モジュールへ外来ノイズが入る(蛍光灯直下など)とCPUへ無駄な割込みが多発するという 特性もあるので万能ではありません。 利用環境に応じて利用するとよいと思います。 

 

※) volumioのWEB-UIから、I2S-DACドライバを変更すると /etc/modulesファイルは上書きされて、lircやi2cの設定がなくなるのでご注意下さい。 もし消えた場合、再度追記して下さい。

 

 

 

以上、フォロー記事でした。  よろしくお願いします。 

 

 

 

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おしらせ」カテゴリの記事

コメント

情報ありがとうございます。 早速、トラ技を買ってきました。
アンプ基板、プロテクト基板、欲しいです。 いずれリリースされることを期待しています。

ところで、電源電圧を変えた場合の安定性はいかがだったでしょうか?

こ、これは。掲載誌買ってこなくちゃ
私もアンプ基板をぜひ

とても興味深く拝読させて頂いただきました。 グラウンドの処理、筆者さんによって考え方が違っている部分で、特性を重視するのか音質を重視するのか核心に迫る文章、たかじんさんのところではっきり解りました。 正弦波計測の限界・特徴ということですね

n'Guinさん

電源電圧はケミコンの耐圧が25V品を使ったため18Vくらいまでしか試していませんが、ほぼこの回路構成で70Wと110Wを組んだことがあります。 出力部の10Ω抵抗を2Wとか3W品に、ケミコンの耐圧を63V品にする必要はありますね。
その他、多少の定数変更は必要になってくる箇所もあるかと思います。

田名フクロウさん

リリースは今のところ未定です。 日本製のTRが急速に入手しにくくなってきているので海外TRのPINアサインにしないといけないかなとも思ってます。

Q3さん

GNDは人によって考え方が違いますね。 今回、色々な意見が載っていて面白い部分と思いました。  計測の数値命という人と音を最優先という人。 おっしゃる通り正弦波での計測は、特性の一部しか測れていません。 ダイナミックな変化のある条件で測定ができたらいいのにと常々思っています。

これは楽しみです、ぜひ頒布して欲しいです
もしかして、TRS-15はこれ用のトランスですか?
片chインバート出来ると更に良いのですが、流石に無理ですよね

たかじんさん

性能が良いことが優先されないオーディオ機器というのは本当でしょうか?  
89ページの文章が気になります。

Q3さん

p89は私が書いたところではないのですが。。。
性能と言っても色々な項目があります。 そして、お互いに関連があるものもあります。

例えば、再生帯域を広げると、ホワイトノイズの帯域も増えるので残留ノイズは増えます。
初段の歪を減らそうと負荷を軽くすると、初段の振幅が減って結果的に出力パワーは落ちます。

そんな感じで色々なバランスの上で成り立っている訳です。 性能というのがどのスペックについて書いてあるのか不明ですが、本当といえば本当でしょうし、別のスペックが伸びている可能性もあります。 

ひとつ確実に言えることは、メーカーで高級オーディオを設計している人達は、素人とは比較にならないくらい長い時間オーディオを測定して、聴いて、検討しているということです。
数値上で1dB、2dBの向上よりも、聴感を優先されることも無くはないとは思いますし、それを信頼性が落ちたとは言わないでしょう。 メーカーとして商品を開発・販売する上で、故障や不良を増産していてはメーカーがつぶれかねないですからね。


全く別の観点で例えると、高級車は、みな280馬力以上、0-100km/hは3秒以下、コーナリングフォースは2G以上、燃費はリッター38km以上じゃないと意味がないのか? 
パワーが少なくてコーナリング限界が低くても、軽量でハンドリングの良い車は運転していて楽しいと思います。 
数値・スペック競争だけでは成り立たない商品ということです。 

独自の***回路を搭載だから音が良い。 というのはセールストークの意味合いが濃いというのは筆者さんと同意見です。

でも、カタログ的な数値よりも優先される部分があるという事に関して、まったく不思議には思わないです。  むしろ「カタログ数値が命」「他のメーカーのどの製品より良い!」みたいな商品の方がうさんくさい(笑

オーシャンさん

TRS-15はDAC用でした。 インバートは、可能といえば可能かもしれませんが、BTLにするなら発振しないように工夫がいると思います。 

トラ技9月号読ませていただきました。
残念ながら私はCQ出版のDNSP1-TGKITにどっぷりはまっています。
値段4万円
外見4・5千円
音質数10万円
というアレです。

 ところで制御ソフトの書き方の関係ですが
SabreBerry+のI2Cはラズパイから取り出しただけですよね。
 それから初代ラズパイは消費電流が多くて
コントローラとしては持て余しています。
 音楽サーバにはノイズが少なくてお勧め
との記事でしたが
128GBのSDカード動作するなら
音楽データを取り込んで記事の通り作ってみようと思っています。

たかじんさん

(たぶんはじめて買った)トラ技9月号は情報満載ですね。勉強になります。アンプ基盤は気長に待ちます

花巻の農家さん

トラ技ありがとうございます。 DNSP1-TGKITは、Dnote7Uのアレですね。 数十万円の音とは、スゴイですね。 聴いてみたくなりました。 ボイスコイルが特殊なので一般のオーディオへの搭載は難しいでしょうけど、アクティブスピーカーへの搭載なら大丈夫でしょう。 今後、広まるといいですね。

初代のラズパイへはSabreBerry+よりIrBerryDACの方が接続しやすいと思います。
ラズパイはSDカードを選ぶので気をつけて下さい。 信頼性の高いと思われるサンディスクでもNG品が多数報告されています。
http://elinux.org/RPi_SD_cards
こちらを参考にするとよいと思います。

I2C端子に関してはおっしゃる通りです。GND、3.3Vも隣り合って配置しているので配線はしやすいと思います。


田名フクロウさん

ありがとうございます。 いや 私も、しばらく立ち読みすらしていませんでした。 以前は会社で定期購読していたので、やっぱり個人では購入せず。。。 

たかじんさんこんばんは
トラ技9月号とはずれますが
Dnote7U素晴らしいけど普及しませんね。
 ああなるとオーディオ評論家食えなくなるから
シカとしているのでしょうが。
それとメーカも技術レベルが剥き出しになるので辛い。

ラズパイとSDカードの相性了解しました。
この手のボードはやはりそうですか?
今音楽サーバにしているPandaBordESはV3まではClass4まで、
V4からはClass10以上でないと動作しない
という痛いボードで苦労しました。

 それからオーディオは道楽です。
Q3さんの?はもっともです。
しかし、酒と同じで微妙な不純物に大枚払っています。
20世紀の末まで道楽していました。
直熱管アンプなんて増幅器としてはメタメタ
測定するとフラットなのは50~15KHz位なんですが
メンゲンベルグやシューリヒトなんか再生すると気持ちが良いです。
スコアに忠実なカラヤンは聴くに堪えませんが・・・。
 今はあまり関わっていませんが日本酒も同様です。
わずかなエステルや有機酸などに一喜一憂しています。
酔うだけならエタノールを純水で5%にして
超音波処理でエタノール分子の水和を進め
25度くらいで呑むと気持ちよく酔います。
が、これってアル中製造液です、やってはいけない。

花巻の農家さん

革新的なものは、すぐには市場に受け入れられないかもしれません。
4ボイスコイルなスピーカーユニットが必要だったり、スピーカー配線が長いとEMC(不要輻射/電波が漏れる)問題とがあったりするので、そのあたりもネックになっている可能性も考えられます。

スピーカーを売っているメーカーがスピーカーユニットまで自社で製造しているケースは稀なようで、スピーカーメーカーだけではなく、ユニット製造メーカーを巻き込んでの説得も大変だと思います。

どこか有名なメーカーが採用したりすると一気に広まる可能性はあるかもしれません。 将来が楽しみですね。


おっしゃるように真空管アンプは、歪率やS/N比、ドライブ能力、周波数特性など、どれをとっても数値では半導体アンプに敵いません。  でも、実際に聴いてみると、そんな数値はまったく感じさせない音を奏でます。 
ある程度以上の数値があれば、あとは感性なのかもしれませんね。
日本酒のお話。 おもしろいです。 

はじめまして

アイドリング電流で20kHzのひずみが変化するという部分、変化を聞き取れるでしょうか?
Dクラスアンプでは20kHzLPFでカットしているので測定もしていないはずです。 

山ちゃんさん

はじめまして。

20kHz以上の音が聞えないから変化を感じ取れないのでは? とお考えでしょうか。

アイドリング電流の変化で高域のひずみが変わるのは確かです。 これは5kHzや10kHzでも変化はあります。

ひずみカーブを測るとき20Hz、1kHz、20kHzの3つの周波数で測定するのが一般的です。 ですので、アイドリングではっきりと変化がある20kHzの違いを見せています。


実際に音に変化があるかというと、実は結構かわります。
ただし、要因はひずみ率だけではない可能性があります。 トランジスタのエミッタ側からみたインピーダンスは動作電流で変わるためです。

D級アンプやデジタル機器(DAC)は20kHzでLPFを入れてしまうのは残念ですね。 ハイレゾ対応のものもLPF入れて測定しているようで、ハイレゾ対応したものとしていないものとで比較しても違いが出にくいですし、従来のリニアアンプとの比較もしにくい。

本題と外れて済みません
DNSP1-TGKITはなかなか手を出し難い・・・やはりトラディッショナルなスピーカーそのものにこだわりや思い入れがありますので
その点、同じくトラ技から発売されているDnote7U搭載のダイレクトUSBヘッドホン組み立てキット(DNHR001TGKIT)もなかなかのものだと思います
KITとはいえ、質感もそれなりです
何台か持っていたポータブルアンプを駆逐して、ただいま私の一番のお気に入りです
なお、例によってオカルトな話ですが、USBケーブルでやはり音が変わります・・

きゅうさん

確かに、お気に入りのスピーカーを上手にならしてあげたいということはありますね。 私も30年ほど昔のスピーカーを手放せない理由がそこにあります。

> その点、同じくトラ技から発売されているDnote7U搭載のダイレクトUSBヘッドホン組み立てキット(DNHR001TGKIT)もなかなかのものだと思います

貴重なご意見ありがとうございます。 ますますDnoteを聞いてみたくなりました。

デジタル、アナログ関係なく、ケーブルが音質へ影響するのは、もやは常識でしょうか?
この違いを、何かしらの方法で計測・数値化できると良いのですが。。

たかじんさんの記事のおかげで、raspberry pi2+SabreBerry+でruneaudioを使えるようになりました。今回、ケースに入れようと思い製作例のHPでたかじんさんの製作例を見まして、参考にさせていただこうと思いました。その中で、初歩的な質問ですが、写真でACアダプターからの電源入力がgpio端子につながっていますが、この端子に接続すれば、良いのでしょうか?ご多忙中と存じますが、お教え下さい。宜しくお願いします。

hen さん

こんばんは。 RuneAudioもRPi2用は安定して動作するのでオススメです。 

電源は、GPIO端子で入力できます。 5Vの端子のほうです。 
3.3V側には繋げないようにしてください。

多少、電解コンデンサを入れて電源の低インピーダンス化をした方が良い結果が得られると思います。
私もケースの外にリトルスージーという多並列コンデンサ基板をつけてます。

たかじんさん
早速の御返答有り難うございます。
度々の質問で恐縮ですが、電解コンデンサーの容量はどの位の物がよろしいのでしょうか?お教え下さい。
また、RUNEAUDEIOはWi-Fiドングルは
避けた方が良いのでしょうか?いつも途中で落ちて、再起動後oledが表示されなくなり、systemctrlを打ち込み、起動させています。ご多忙中、宜しくお願いします。

hen さん

電解コンデンサは470uFくらい入っていれば大丈夫だと思います。
Wifiドングルは、RaspberryPiは好き嫌いがあるようです。

Realtek RTL8192CU を使っているものが良いようです。IOデータのWN-G300UA は発熱も少ないですし、感度も良かったです。
ただし、大きい(長い)

たかじんさん
御返答有り難うございます。早速付けてみます。2~3日、runeaudioを試していますが、安定度が悪くoledが表示されなかったり、DSDが再生出来ないので、再度インストールしようと考えてます。リモコンだけは動作しています。またWebUIに I2S kernel modules欄がでてこなく、変更出来ないです。今のバージョンはoutputinterfaceがHiFBerry DAC l2sとなれば
よろしいのでしょうか?重ね重ねの質問で
ご迷惑おかけしていますが、宜しくお願いします。

hen さん

RuneAudio、一度SDカードへの転送からやり直したほうがいいかもしれませんね。 SDカード自体を別のものにしてみるというのもアリかもしれません。 

> outputinterfaceがHiFBerry DAC l2sとなれば
その通りです。 再起動しなくても選択するとすぐに音がでます。

たかじんさん
お礼が遅くなり、すいません。outputinterfaceがHiFBerry DAC l2sとなれば、良ければ一安心です。有り難うございました。今、たかじんさんの紹介記事で、lightmpdを入れ楽しんでいます。rpiは
SDカードの抜き差しで変身するので、面白いです。lightmpdは、NAS設定が頭が混乱しますね。
素直に、教えていただいたフォルダ設定すればいいのですが、考え過ぎると駄目ですね。特に家のがqnapの為、親フォルダがどれだか、解らず奮闘しました。
また、何かとお教え願います。

hen さん

いろいろ試してみて、気に入ったもので運用するのがいいですね。
操作・使い勝手も違いますし、音質的にも違いがでます。 パラメータを変えると音が多少変化するものもあるので、あれこれ試していると、時間がたつのが早いです。

初めてトランジスタ技術を購入しました
本屋で見かけてラズベリーパイでハイレゾを再生してみたいという思いになり早速duriosoundsを購入し本のまんま作業を進めました
全くの素人ですが、なんとかNASにある音楽を再生でき、SDカードに保存したりもできています
ただ、いま不満なのはこの機器が剥き出しであることです
本の写真にあったようなケースがほしいと思っていますがこれは筆者様の自作でしょうか、
どのようにしたら手に入りますか?
作ることは可能でしょうか
有機ELデイズブレイもつけてオーディオらしくしたいと思い、設定のしかたを探していたところこちらにたどり着きましたのでなんとか頑張りたいと思っています
よろしくお願いします。

ようこ さん

はじめまして。トラ技ありがとうございます。 詳細なインストール説明は第2章ですね。 あちらは私が担当した部分ではないのですが、非常に丁寧かつ分かりやすく説明されていると思いました。

さて、ケースの方ですが、durio soundsは、ハンダ付けなしですぐに試せる半面、ケースに入れようとすると、RCA端子(オーディオ出力)が基板に直付けとなっていて、実は敷居が高いです。

なぜかと言いますと、Ethernet端子、USB端子、電源端子(マイクロUSB)、そして直付けされたRCA端子の位置が固定されていて、ぴったりとケースの穴あけ加工をしないといけないからです。

https://nw-electric.way-nifty.com/blog/sabreberryplusj.html
こちらに載っているように、別途RCA端子をあける場合は、アバウトでよいです。 1~2mmくらいずれても、全く問題ないです。 SabreBerry+は、市販のケースに入れ込むことも考えて設計したので寸足らずなサイズの基板になっていて、RCA端子の裏側の場所が空いています。

せっかく買ったDAC基板を買いなおすのはもったいないので、durio soundsのRCA端子の裏側にハンダ付けして配線を引き出すと良いと思います。


有機ELディスプレイも入れたケースは、タカチの KC4-10-13BBというものを使いました。 こちらに、いくつかの写真を載せています。
http://6218.teacup.com/nwelec/bbs/t1/31

このケースは、前後のパネルがプラスチックなので、金属パネルに比べて加工がラクです。 ただ、Displayの穴は結構苦労しました。 細いドリルでミシン目のように穴をあけていって、ニッパーで切り落とし、その後、棒やすりで削って仕上げています。 Display部の穴だけで1時間以上かかりました。 

有機ELディスプレイの接続(配線)は、こちらをご覧下さい。
https://nw-electric.way-nifty.com/blog/2014/10/raspberrypi-v-2.html

SabreBerry+だと、I2C信号と電源・GNDを拡張用に配置しているので、配線の引き出しがラクです。 durio sounds は、どうなっているか不明ですが、RaspberryPiの端子にはI2C端子も電源(3.3V)もあるので、そこから引き出すと良いと思います。

GPIO端子のアサインは、こちらを参考にされると良いと思います。
http://www.rs-online.com/designspark/electronics/jpn/blog/introducing-the-raspberry-pi-b-plus

ではでは、怪我をしないようお気をつけ下さい。

はじめまして、突然横から失礼します。
ケースとDAC基板の関係、非常によく解かりました。
sabreberryは最初っからケースに組み込む事を考えていて
安易にオーディオケーブルを接続できるだけの他の
DAC基板とは少し違っているのですね。
表示器までの配線等も、非常に良く考えられていると関心しました。
第2章もsabreberryで書いてもらえたなら、ようこさんの
ような犠牲者が出ずに済んだ?

無茶を承知で書きます。
穴あけ加工済みのタカチケースを販売してもらえると助かります。

たかじんさん
丁寧な説明ありがとうございます
またCoralbomさんもありがとうございます
ご意見に同意です
オークションから入ったサイトで、カスタムでディスプレイも付けて作ってくださるという方もいらっしゃるのですが、
身の程知らずかも知れませんが自分でやってみたいという思いも強くあり、検討中です
きょう、ケースを販売しているマルツというショップへ行ってきました
ケースの実物はありませんでしたがちゅうもんしてきてしまいました

ようこさん
Coralbomさん

こんばんは。 貴重なご意見ありがとうございます。
ケース加工は私もあまり得意なほうではありません。 そういうこともあって、なるべく簡単に仕上げられるように、基板の形状などを考えております。 

タカチケースの前後パネルだけを、穴あけ加工済みのアクリル板として提供できるか、ちょっと見積もってみます。 ケース付属の前後パネルが余ってしまうので、少しもったいないかもしれないですが、穴あけ用の工具から準備しなければならない人にとってはメリットがあるように思いました。

対応できたとしても最短1ヶ月後くらいになるかもしれないですが、よろしくお願いいたします。

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