D級アンプのつづきのつづき。
現在、1日に２～３時間電源を入れているのでエージング時間が10時間を超えたところです。
まだ具体的にチューニングは開始していませんが、すでに前回の切り貼り改造状態を超えていると思います。
一番印象的なのは、
ふわっとした空気感がよく出るところです。
この点に関しては、現在、私のメイン機のアレキサンダー型電流帰還アンプALX-03を超えています。柔からな雰囲気の中に「凛とした奥行き感」と「響きの綺麗さ」があるんですよね。
また、バスドラの「ドスっ」というパワーが、まったく遅れなく出てくる感じも良いです。重たさを感じさせない軽い低音とでもいうのでしょうか。
もう少しエージングが進んで角が取れれば、メイン機の入れ替えもあるかもしれないです。。。
前回の組み立てと意図的に変えたのは高分子コンデンサを排している点です。
OSコンを始めとする高分子系のコンデンサは、数MHzを超えた高周波領域でもESRを低く保てるところが優れています。D級アンプはパルス成分がメインなので高周波特性が優れている方がいいだろうと思っていたのですが、オーディオメーカーがアンプ部に使っているのをあまり見かけません。
まあ、DAC基板では散々試聴した末にOSコンを使うことにした私が書いても説得力はゼロですよね。DACは50MHzくらいまでの信号がありますので、普通の電解コンデンサよりも高分子系の良さがでているのかもしれません。
では、D級アンプは、どのくらいの周波数なのか？
というと、
使っているTPA3255で設定できる最高周波数は600kHzです。1MHz以下だと普通の電解コンデンサでも十分に低いESRを確保できます。
使用したのは、写真の通りニチコンのFG（FineGold）というオーディオ用コンデンサです。
そんなこんなで、
コンデンサ以外のパーツは変更していませんが、基板パターンはプリ部のGNDを大幅に変えています。こちらの影響も結構あると思います。
想定以上に良い感じですので、このまま頒布も目指そうかなと思います。
現在の悩みは、表面実装をどう安く済ませるか？ です。
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GNDを大幅に変えたとの事で、『冴えない特性の伸ばし方！？』の時に触れられてましたが、D級アンプと、純アナログアンプ(AB級だとか、A級だとか。真空管も)のGNDの取り方のお作法に違いは結構、影響あるんじゃないかなと思います。
アンプを、電源に例えると解り易いのですが、純アナログアンプが【リニア電源】だとすると、D級の方は【非絶縁型のスイッチング電源】です。出音がどうなるかはともかく、ただ単に特性だけ良い方向にしようと舵を切るとしたら、GNDは高周波回路の様に、基本はベタでスルーホールもきちんと短い間隔で打って、高周波としての理想のGNDを目指すようにする、という方向になりますよね。
しっかし、オーディオ回路ですから、スペック美人では意味がなくなってしまいますね。
わからないですが、色々実験＆試行錯誤をされたんじゃないかな～と、オーディオアンプ初学者にとっては頭がさがります。
それとご存知と想いますが、事、デジタル回路等では、電源のインピーダンスを広い帯域でさげるには、OSコン等の比較的周波数の高い方までインピーダンスが低い部品と併せて、さらに高周波特性の良い、小容量のセラコン(じゃなくてもいいです。オーディオだと好かれてませんからね。セラコン。笑)を、だかせるとか、究極はPOLにしてしまうとか。。。色々ありますね。
と、すみません、話がそれ、蛇足でした。
m(UU)m
なにはともあれ、よりよい音の基板が出来る様、陰ながら応援してます～。
投稿: 松居純也 | 2019年7月 6日 (土) 01時40分
追記．
電源のインピーダンスを、D級アンプの出力部のLC回路に置き換えてもいいですね。POLは関係なくなっちゃいますが。(笑)
あと、D級アンプ用のICを使っているのでデータシートできちんと確認は必要かもしれませんが、出力部のLC回路の定数を大きくする事で、さらに無信号時のノイズの低減もできますよね。(ただ、大電流を扱うとなると、コイルの定数を増やすと、その分、コイルの部品の特性として流せる電流も減る傾向になるので、いたずらに大きくはできませんが。そうした場合、結局、LCフィルタをさらに追加等になってしまいそうですね。笑)
まぁ、重々承知とは想いますが、結局は【音】次第ですけれど。
なにか長々と、失礼いたしました。
m(UU)m
投稿: 松居純也 | 2019年7月 6日 (土) 02時05分
松居純也さん
おっしゃる通りと思います。
AB級なら、LUXのアンプのように細い配線できれいに接続するのが良いと思いますが、D級は、出力段がノイズ源なので、べた面でシールドしてあげないとノイズまみれになってしまいます。
ただし、AB級でも高周波のようなべた面で埋めると音が悪くなるように、D級でも同様に音がダメになってしまいますね。ここのバランスが難しいです。
この基板では電源の整流回路とアンプを近くに置いて、いわゆるPOL配置的なことを意識しています。
出力のLCフィルタはとても重要なポイントと私も思います。
どうもパルス漏れを落とせばよいというものではないらしいです。そしてコイルもコンデンサも非常に音への影響が大きく、同じ容量でも部品の種類でまったく別物になってしまいます。
A級、AB級とは違う面があってD級の難しさを体感できて、よい勉強になっているなぁっと思います。
投稿: たかじん | 2019年7月 6日 (土) 08時09分
こんにちは。
相変わらず、興味深いです。
コンデンサーについては、高分子コンデンサや低ESRのものに拘ってきましたが、それを排除するとなると、明確な基準がわからなくなりました。
お使いになられている秋月で入手可能なニチコンのオーディオ用コンデンサのシリーズもありますが、何を持ってオーディオ用なのか、選択のポイントがあればお教え下さい。
投稿: AYOR | 2019年7月 6日 (土) 10時28分
たかじん様
改めてですが、トラ技術の記事や、本ブログも大変参考にさせて頂いているので、お返事頂けて嬉しいです。
m(UU)m
GNDパターンでの音の活かし方の違いは非常に悩ましいですね。たかじん様のコメントやブログを拝見しているだけでもとても勉強になります。
きっと、アンプのリターン電流をどうまとめるかで、音が変わるのかな？と思いますが、その辺りでGNDパターンの引き方にキーとなる部分があるのでしょうね。
でも、このD級アンプのICは、スイッチングのFETは内蔵で且つ、BTL出力の様ですので、尚更悩ましいですね。。
それと、スイッチング回路の場合、スイッチング素子の放熱器もノイズをまき散らす原因となりかねないと思いますので、場合により、放熱器も接地する等の処置も考えなければいけないのかも？しれません。。
改めて、色々な困難に真摯に向き合って、音を追及する姿勢は素晴らしいと感じます。
また、たかじん様も仰られてる通り、出力のLCフィルタはもろに音質に違いが出る部分になりますよね。
コンデンサに関してはこれまでのアンプ設計・制作のノウハウがおありでしょうから、よいのかな？ともおもいますが、コイルは悩みどころなのかな？と感じましたが、その結果の、【エッジワイズコイル】という事なのでしょうね。
ちなみに恥ずかしながら、【エッジワイズコイル】というインダクタは初めて知りました。かんたんにググってみても、秋月等の電子部品を取り扱う店に、おいてなさそうなのですが、どうやって入手したらよいのでしょう？
コイル屋さんに巻いてもらうしかないのですかね？それとどういう経緯で、【エッジワイズコイル】にたどり着いたか差し支えなければ、お答えなり、ブログの記事にUpするなりして頂ければ幸いです。
話しは変わりますが、今日は、「ポタ研」の日ですね。
私は用事があって行けませんが(泣)、たかじん様はもうむかってらっしゃるのかな？
何はともあれ、たかじん式D級アンプ、楽しみにしております。それとこれからも色々と勉強させてもらいます。(笑)
m(UU)m
投稿: 松居純也 | 2019年7月 6日 (土) 13時07分
現在“ALX-03 x MUSES03 x MOS-FET 2”の奏でる低音と音全体の雰囲気に魅了されて“ALX-03 x MUSES03 x LAPT”のケーシングと音だしも急ぎたいところですが、予定外なこちらのD級アンプにも食指が動きそうです。コンデンサの取り付けを見るとリード穴（間隔など）の基板の改版もありそうですね。VRのシールドは？
投稿: onajinn | 2019年7月 6日 (土) 16時14分
AYOR さん
オーディオ用コンデンサは、内部のアルミ箔が違うらしいです。ぶ厚い箔を低倍率で使っているため巻き数が取れず、結果、外形のわりに容量が少ないものになっています。
これは推測ですが、高周波特性やESRの他に、瞬間的な大電流デスチャージと防振構造に違いがあるんじゃないかと思います。リード線もOFC線を使っているとかもあったと思います。
エルナーでは下記のような説明があります。
http://www.elna.co.jp/capacitor/onkyou/index.html
ただ、選択の基準はその時の気分ですね（笑 実際に聴いてみるしか判断する方法はないのだと思います。
耐圧が高くなると高分子コンデンサの選択肢が少ないという部分もあります。
投稿: たかじん | 2019年7月 7日 (日) 08時19分
松居純也さん
ありがとうございます。
エッジワイズは近年の流行りですね。巻き線の密度が高くなるというのが決定打で、磁束密度を上げやすくなります。結果的に、少ない巻数で同じ容量の物が作れる。＝ 太い巻き線が使える。という風に良い方向に向かいます。
2重、3重に巻かないというのも振動面で有利になると思います。
GNDパターンについては別の方からも質問があったので、ざっくり概要を説明する記事を書こうかと思っています。
投稿: たかじん | 2019年7月 7日 (日) 08時27分
onajinn さん
ALX-03ありがとうございます。
LAPT版とMOS-FET版とで雰囲気が違います。出力段の影響はやはり大きいですね。
基板改版はありますね・・・ 1箇所ミスがありました（笑
コンデンサのリード間隔は、たまたま手持ちのコンデンサがこれしかなかったというだけです。
ボリューム部のシールドは効果がありませんでした。データシートよりもノイズが多かったので試したのですが変化なしです。
投稿: たかじん | 2019年7月 7日 (日) 08時41分
久々のアンプネタ。これは楽しみですね♪
ALX-03を作った後の楽しみがもう出てきてしまった（笑）
アンプの自作と言えば私はぺるけさんのところから始めたクチですが、そのぺるけさんが闘病生活に入るとのことでいろいろと身辺整理を始められました。HPの掲示板の7/6の書き込みを読んでみてください。
また、ヤフオク（ID:r75connoisseur）で真空管やら計測器（ミリバル、オーディオアナライザ等）を放出されてます。闘病資金のチャリティーも兼ねてますのでご興味があれば是非。
投稿: anni | 2019年7月 7日 (日) 17時38分
闘病資金のチャリティーも兼ねての後に「私も応札しようと思い」が抜けてました（汗）
投稿: anni | 2019年7月 7日 (日) 22時52分
anni さん
ぺるけさん、ご回復を心よりお祈りいたします。
私も書籍「情熱の真空管」は販売されてすぐに購入しましたし、ヘッドホンアンプも製作させていただきました。
そもそも、このブログの最初はぺるけさんのヘッドホンアンプの製作と改造記事から始まりました。
チャリティーオークション、ちょっと見てみます。
https://auctions.yahoo.co.jp/seller/r75connoisseur?sid=r75connoisseur&b=1&n=20
こちらで間違いないでしょうか。
投稿: たかじん | 2019年7月 8日 (月) 08時22分
オークションはそのURLで間違いないです。
真空管一品毎にぺるけさんのコメントがあって、それを読むだけでもぺるけさんらしいなぁ～と思ってしまいました。特にRCA 245×2本あたりなんかは。
そういえばたかじんさんもぺるけさんのヘッドホンアンプを作られ、改造記事もアップされてましたね。
私も同じヘッドホンアンプ（でもVer.3）を作って、たかじんさんのHPに辿り着いたような記憶があります（笑）
投稿: anni | 2019年7月 8日 (月) 12時47分
たかじんさん、
ご返事有難うございます。今後、参考にしてみます。
追加ですが、
写真のケースは高級そうですが、大きさ（型番）を教えて頂けますか。（以前のタカチのケース？）
また、写真のトロイダルトランスの容量も教えて下さい。自分は、300Wも使い切らないと思いますが、D級なら、試運転中、ケースのヒートシンクも熱くなりますか？
投稿: AYOR | 2019年7月 8日 (月) 19時56分
anni さん
ありがとうございます。 コメントを見ると無念さが伝わってきて胸があつくなりますね。。。
ぺるけさんのヘッドホンアンプは回路が単純なわりに、まともな音がでて衝撃でした。一貫して差動回路にこだわっている点も良いですよね。
AYOR さん
ケースはHIT23-7-18SSです。
トロイダルトランスは、このケースに入るモノで200VAを超えるものはRSコンポーネンツで幾つかあります。その中でBLOCK社のが良いと思います。
発熱は、アンプICよりもリニア・レギュレータから発する方が多いと思います。このサイズのヒートシンクだと余裕があります。また、取り付け穴のピッチもHIT23-7-18SSのヒートシンクの間隔に合わせています。
投稿: たかじん | 2019年7月 9日 (火) 08時20分
頒布開始が近づいてきた様子ですね、楽しみに待ってまーす
ポストフィルターのLについて、推奨品・アプローチ。ヒント...などありましたら、頒布開始に合わせてコメントいただけると、みなさん喜ばれるかと思います。ご検討よろしくお願いします。
投稿: いちあい | 2019年7月11日 (木) 15時32分
たかじんさん、こんちは
実は中華製のTPA3255基板を買ってそのままにしてたの思い出しました、ほぼTIのリファレンス基板の劣化コピーのようですが、はたしてどんな音がするやら・・・
たかじんさんの基板は期待してますよ。
中華製アンプだといろいろ問題があるものが多くってLPFのトロイダルコアが飽和して燃えるなんて現象にも遭遇しました（危）、個人的にはスピーカーネットワーク用のコイルで銅箔を巻いたもの（もちろん空芯）つかってみたらどうかな？と思っています。30年ぐらい前にハリソンのPAアンプで使ってたの見たことあります。
FusionPCBで５枚まで無料お試しセールでPCBAやったのですが、こんどは100枚以上なら事務手数料無料って案内が来てました,
私はそんなに沢山は作りませんが、たかじんさんなら・・・
投稿: HILO | 2019年7月12日 (金) 03時38分
いちあいさん
フィルタのコイルは、余裕をみた電流値のものを使うのが吉だと思います。
例えば、100W 8オームなら、√(100/8) = 3.53A rmsの電流が流れます。 ピークは1.4倍で5Aほどのコイルが必要になります。
そこを、定格7Aとか8Aのコイルを使うのが良いと思います。余裕を見すぎて巨大で配線長が伸びてしまうのもあまり良くないかもしれません。そのあたりは試してみるしかありません。
ちなみに、私が使ったのはスミダの定格10Aのインダクタです。部品選定しているとき入手性がよかったもので。。。
HILOさん
こんばんは。
cyberpitのhiloさんじゃないですか。 かれこれ20年ほど前に、公開されていました直読式インピーダンス測定回路を作りました。
あの発想は私にはなくて、とても便利でした。ありがとうございます。
アマゾンにて売っているTPA3255基板は、レビューがちょっと酷くて買う気がしません。それにしてもLPFが燃えるとはびっくりです。
銅箔の空芯コイルは音がよさそうですね。
アンプの部品で「非磁性体が良い。」「磁性体が混じるとひずみが発生する」とカタログに謳われていた時代があるのに、D級になるとそれらのことは無かったことにされていますね。
実は、この黒い基板はFusionPCBで作っています。アンプICが乗った方は、実装も依頼して5枚作って約5万円でした。 安いのか高いのか何とも不明ですが、従来の基板のイニシャル費にも満たない価格で作れるのは魅力ですね。
投稿: たかじん | 2019年7月12日 (金) 20時26分
たかじんさん
トロイダルコアを磁気飽和させてしまうと、まるでコアメモリみたいな状態になって消磁でもしない限りほとんどインダクタンス無しのままで使えない燃え萌えな部品になってしまいますね、アタマで原理は知ってても煙を見たら焦りました。
バイラテラル回路を使った測定のアイディアお役に立ったようで良かったです。
あれを体験してしまうと、現実のSPに電流駆動のパワー・アンプでは普通の特性で聴けないことが一聴で解ってしまいますね、逆手に取るのもアリですが。
昨日Analog Dscovery用の基板を発注したのがElecrowから届いたのでパーツを集め始めました、なんと月曜に発注して木曜に届きました、早っ！ 海外とは思えませんね・・・
私の場合FusionPCBでFreeDSP基板をPCBAお試しセールで基板10枚作って、そのうち５枚をSMD部品だけ実装して貰ったのですが、売り文句どおり部品代だけは本当で、自分でパーツ集めて作った基板より安く出来てしまいました
その昔を知るオジンとしては、マジで自作派には夢のような時代になりましたね。
投稿: HILO | 2019年7月13日 (土) 01時58分
HILOさん
コアの磁気飽和でそんなことが起きるのですか。スイッチングレギュレータで表面実装のインダクタが異常発熱して、半田が溶けてポロっと落ちるというのは聞いたことがあります。D級アンプは信号入力がなくても全力でフルスイングしているので、Lが筒抜けだとCを介して大電流が流れてしまいそうです。ちょっと怖いですね。
スピーカーを電流駆動するアンプは、特性の変化を楽しむという意味で価値があるのだと思います。ただ、説明が間違っているケースが散見されるのが残念です。
セールをうまく使うのはさすがです。それにしてもElecrowの4日で到着ってすごいですね。特急で依頼しても海外発送の時間を考えると信じられないスピードです。
DSP基板、楽しみです。もはや、基板をエッチングして作るような時代ではありませんね。
投稿: たかじん | 2019年7月13日 (土) 09時33分
ご存知でしょうが、スイッチング回路出力のコイルは飽和させると、コイルとしての働きを全く無さない(ぐるぐる巻いたただの電線)状態になるので、そうならないように、リプル電流と出力電流を考えて設計するのが基本ですよね。
それと、たかじん様へ、
ぺるけ様の掲示板を見て改めて想ったのですが、先日頂いた質問への回答への返信がいたずらに長く、自慢げになってしまいました。
不愉快に思われましたら、大変申し訳ありません。
同じく、掲示板を利用している方々にも、申し訳ありませんでした。
必要でしたら、お手数ですが、私の返信を削除して頂いて下さいませ。
以上、よろしくお願い申し上げます。
m(UU)m
投稿: 松居純也 | 2019年7月13日 (土) 19時40分
松居純也 さん
インダクタは設計上、要注意ですね。抵抗の許容損失に似た感じで余裕を持つことが安全マージンになるんでしょうね。
掲示板の方、
書きたいことがありましたら、じゃんじゃん書いて頂いて結構ですよ。
自作PCも、自作オーディオも最終的には自己満足のためのものと思います。
そこに至るまでに技術を磨くのも、完成したものを自慢するのも、失敗談をするのも「自由」です。
作った瞬間は満足しても、冷静になって振り返ると、じつは満足できていない所が見えてきて、さらなる挑戦をする。永遠に完全な自己満足に到達しない。という泥沼な世界ですが、四苦八苦して自作している時間を楽しむのも、音楽鑑賞に時間を割くのも、どちらも自由。
それらを理解した上で、自分のペースで楽しんで行く。
おそらくみんな大人ですから理解していると思いますよ。
投稿: たかじん | 2019年7月13日 (土) 21時17分
たかじん様
早速のお返事、並びに、あたたかいお言葉、本当にありがとうございます。
たかじん様のおっしゃられる通りですね。なんだか胸が軽くなりました。
繰り返しになりますが、ありがとうございます。
m(UU)m
新しい記事を見ましたが、D級アンプの制作も順調そうですね！
完成楽しみにしております。
投稿: 松居純也 | 2019年7月13日 (土) 22時19分
松居純也さん
自作オーディオは、おそらく真空管ラジオの製作くらいからの歴史があるものだと思います。
今は良いものが安く買える時代ですので、わざわざ自作する必要はないのですが、せっかくなので思いっきり楽しんで行ければと思っています。
D級アンプ、けっこうヤバイかもしれません。
歪率もS/Nも良くないんですけども、メイン機入替えになるのか？？？
投稿: たかじん | 2019年7月16日 (火) 17時30分
たかじん様
お返事遅くなりました。
m(UU)m
私もたかじん様のおっしゃる通りだと想います。本当に折角自作するわけですから、私もペースは遅いですが、想いきり楽しみたいと思います。
D級アンプ、そんなにいいですか！？
流石です！
わたしも頑張らなきゃと想います(笑)
それと前にも質問させてもらいましたが、エッジワイズコイルは、どうやって入手すればよろしいでしょうか？
やはり、特注品でコイル屋に巻いてもらう事になるのでしょうか？ 差し支えなければでよろしいのでお教え頂ければ幸いです。
m(UU)m
投稿: 松居純也 | 2019年7月18日 (木) 22時20分