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« 黒田式トランスリニア・バイアス回路の起源? | トップページ | HPA-1000の外形寸法など »

2020年4月19日 (日)

新ヘッドホンアンプHPA-1000用の電源基板について

当初は、パワーアンプ用の電源&保護基板であるPRT-02を使おうとしていました。

ところが、はやり感度の高いイヤホン(10uVのノイズも聞こえる)では電源リップルの影響を避けきれないため、リップル低減機能を持たせつつ、配線長も最短にできる基板を開発することにしました。

Prt03a

PRT-02ベースで、リップルフィルタと出力インピーダンス切り換えリレーを搭載して基板を設計していたのです。

そろそろデータ出ししようと思っていた夜、

 

寝ているときに、ふと思ったのです。

 

アンプ基板への配線がどうにも長い。

 

 

という訳で、基板のデータ出しをやめて、新たに基板を設計しなおしました。回路はほぼ一緒。

Prt03b_20200419221101

本当は電源を左右で分けるとハムを誘発するので良くないのですが、トランスからの誘導ノイズが多いため配線長を短くすることを重視したのと、いくつかハム対策の案を思いついていたのでこの配置にしました。

Prt03c

出来上がった基板は、ご覧の通りです。 ラズパイ基板はサイズ比較のために置いてます。

検証用としてスピーカー出力配線も付けているのでセンター部の配線が若干ごちゃごちゃして見えますが、本来はGND線とヘッドホン出力の3本だけになります。

当初、トランスは共立電子のトロイダルトランスを使っていました。電圧・電流のスペックは全く問題ありません。ただ、リーケージフラックスが多くハムを誘発してしまうため、4~5年前に特注で作ったRコアトランスにしています。

 

 

さて、インピーダンス切り換えは、以下のような3ポジションのトグルスイッチで行えるようにしました。

3p_sw

配線は3本。ON-OFF-ON とセンタで止まるタイプですので3ポジションが得られて、Hi-MID-LOWを選択できます。

どのポジションでもリレーの接点は1回のみしか通らない回路構成にしてあります。もちろん電源のON-OFFのポップノイズ低減のためリレーを切る。また、アンプ出力にDC漏れがあった時も保護動作としてリレーを切る動作をします。この辺りはPRT-01、02と一緒です。

写真では見えにくいと思いますが、一部にチップ抵抗を使って基板を小さくしています。

Prt03d

使用するリレーは、オムロンのG6A-2(金クラッドツイン接点)という安定した接点が得られるものです。ですが、流せる電流は2Aくらいですのでスピーカー用の出力リレーとしては使用できません。ヘッドホンなら2A流れることは無いので問題ありません。

 

 

 

 

 

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ヘッドホンアンプ」カテゴリの記事

HPA-1000」カテゴリの記事

コメント

頒布開始が待ち遠しいですね~。ところで、呟いておられた100度を超えた抵抗とは? 又使用した特注トランスは“TRS-12”でしょうか。ボチボチ部品集めやおさめるケースの検討もしたいので各基板のサイズなども含めての全容も知りたいです。

onajinn さん

ありがとうございます。細かい修正を行って量産版に移行しようと思います。
100℃を超えていた抵抗は、リップルフィルタの抵抗です。
抵抗値と許容電力を変更して50℃くらいになっていますので大丈夫だと思います。
トランスはVFA-1/CFA-1用に作ったフェニックスの100VA。電圧は整流後に20~19V。リップルフィルタ後で18.5Vくらいです。
基板寸法は近日中に公開いたしますね。

領布が近そうですね。たかじんさんが「やりたいようにやった」作品、本当に楽しみです。
基板メーカーは、このコロナ禍で動いているかな、心配ですね。台湾なら大丈夫かな。
しかし、完成イメージのCADは、実物と見紛う出来ですね。^^

たかじんさん

こんにちは。
個人的な内容で申し訳ありません。

ヨドバシでSB32を購入したのですが在庫確認中になったまま1週間ほど経ちます在庫が切れているのでしょうか?
在庫を持っているお店で購入すれば良かったなと後悔中…

Kaz さん

ご購入ありがとうございます。 ヨドバシwebは、共立電子さんからの販売になっているようです。日曜日に補充分を送りましたのでそろそろ配送されるころだと思います。
大変お待たせしてすみません。

よろしくお願いいたします。

kontiki さん

特に何の制限もなく作りましたので、面白い音が聴けています。

最終的な修正(シルクの定数)をしたあと、量産版の基板を発注する予定です。 どこの会社に出すか悩んでいるところです。
枚数を多く作るつもりなので品質の良くない所にだすと痛い目にあいますし。

もう少々お待ちください。

たかじんさん

ありがとうございます。
ステータスが在庫確保 出荷になりました。

Kaz さん

遅くなってしまい申し訳ございませんでした。
ヨドバシでの購入はポイントが付くので、一番お買い得かもしれないです。

よろしくお願いします。

アンプの全体像が壮観で、まるでパワーアンプみたいですね。
ヘッドホンは最近使っていないのですが、ぜひとも聴いてみたいです。

ところで、PRT-02とかとは違って電源平滑が大型のブロックコンデンサではなく小容量のパラになっているのは、リップル・ノイズ対策や電源インピーダンス改善のためでしょうか。

また、本基板でもSiC SBDが使用できそうですが、たかじんさんはSiC SBDの選定はどのように行っていますでしょうか。
トラ技ゼロディストーションアンプ用PRT-02の回路図を見ると、15000uFのコンデンサに対して耐サージ電流(half sine wave)が結構小さいSBDを選定されているようで、ちょっと疑問に思いました。

zpさん

ありがとうございます。
ブロックコンデンサは入手性があまり良くないからです。深い意味はありません。パワーアンプは、そもそも作る人が少ないので頑張って探してもらうという手荒な手段が取れます。でも、その10倍は売れるであろうヘッドホンアンプでは、ちょっとできないです。

またリップルフィルタも必要になったため、新規で作ることにしました。インピーダンス切り替え機能はついでです。

ご指摘のSiC-SBDは途中で変えています。サージ電流の実測で余裕がないのと、発熱が多かったからです。(トランスが強力になったのもある)
電流は、電流プローブで簡単に測れます。冬場でトランスが冷えてる一発目が大きな電流になりやすいですね。100回くらい測れば様子が見えてきます。

たかじんさん

緊急事態宣言発令されてから、3週間ですね。
ようやく都内の感染者も減少し始めたようで、良かったです。
ただ、緊急事態宣言は、延長されそうですが・・・

前の記事で、出力インピーダンスをLow-Mid-Highと切り替えるギミックを説明されておられましたが、それぞれの抵抗値が 0, 10, 100Ω ということは、Lowにすれば普通にスピーカーをつないでミニワッターとして使えるということですね。アンプの回路構成からして当然ですが。その場合は、発信対策も必要でしょうか。
また、スイッチでNFB量を変えることもできそうですので、本当にいろいろ遊べそうです。楽しみです。^^

たかじんさん

回答いただきありがとうございます。
なるほど入手性の問題でしたか、確かに普通のコンデンサに比べたらだいぶ限られてしまいますね。

そしてトランスのサージ電流ですが、当方測定環境がないためLTSpiceのシミュレーションだけが頼りです(汗
SiCを使うとなると仰る通り発熱も問題になりそうですが、最近はVfもちょっとずつ下がってきているので少しは扱いやすくなっていると期待したいです。

そういえば、最近新日本無線の新型電子ボリュームのニュースを見まして、今回せっかくの超弩級ヘッドホンアンプですし、いつか電子ボリューム基板(VOL-12)の復活があればいいなと思いました。

kontiki さん

鋭いですね。 試作機で実際に4Ωのスピーカーで鳴らしています。ただ、リレーの許容電流と、電源部のリップルフィルタの抵抗がネックになり、大音量でならし続けると不具合が起きる可能性があります。

量産基板ができあがるまで内緒にしようと思っていましたがNFB切り換えの端子を設けました。 インピーダンスが高くないので、近距離でしたら配線を引き延ばして抵抗値を変えるスイッチを付けられると思います。

NFB量を0dBにすると、高感度なイヤホンではノイズが多く聞こえてしまうのでおススメできませんが、普通のヘッドホンなら許容範囲と思います。 低域の出方が特徴的で面白い音が聴けます。

緊急事態宣言はいつまで続くのか。 関東はまだ先になりそうな気配を感じます。本日、散髪しようと街にでたのですが、普段とかわらないくらい人が沢山いました。 そして理髪店は臨時休業してました。。。 自分で切るかなぁ。


zpさん

サージ電流はシミュレーションでも条件を揃えれば推測出来ると思います。がトランスの巻き線の抵抗値などが、正確にはわからないので実測した方が手っ取り早いのです。
SiCのいやらしいところは温度が上がると、Vfが高くなる部分です。 発熱するとより一層発熱を増やす方向に向かってしまいます。 許容温度が175℃と高いので簡単には壊れないと思いますが、近くにあるコンデンサがヤバくなってきます。
まあ、ヘッドホンアンプなら、パワーアンプほどの負荷がかからないので問題はないと思われます。

例の新電子ボリューム、秋月電子で取り扱いしてくれることを願うしかないですね。

たかじんさん

お忙しい所、レス頂き、有難うございます。
やはり、Lowモードは、SP駆動用だったのですね。これだけの重装備HPAですので、普通に家庭で聞く程度なら十分すぎる駆動力があると思います。最終段無帰還のパワーアンプの音は聞いたこと無いので、スピーカーで聞くのも楽しみです。既に試しておられるということは、発信対策(コイルとコンデンサ)は必要なさそうですね。
内緒の情報まで開示いただき、恐縮です。NFBの配線を伸ばすのは、ちょっとアレなので、基板上にスイッチを付けるか、リレー切り替えにしようかと、アレコレ妄想してました。^^; NFB切り替え用端子まで準備されているとは、遊び心満載ですね。^^ 完全無帰還の方も既に試しておられ、面白い音が聞けるとのこと、ワクワクしてきます。

kontiki さん

いや、いや、いや、 LOW “も”ヘッドホンドライブ用です(笑

終段からフィードバックしていないので発振はしにくくなりますね。そこはメリットかもしれません。

MIDとHiの抵抗は、ご使用になるヘッドホンに合わせて選定してみるのが良いと思います。
試作機は0-10-100Ωにしましたが、0-10-33Ωの方が使い勝手か良いかもしれません。100Ωは優しすぎる音になりました。

同じ抵抗値で品種を変えるという手もあるかと思います。
0-47(デール金属皮膜)-47(スケルトン) みたいな感じで。

無帰還アンプと言ってもいろんなタイプがあり、音はみんな違っています。
NFBをかけたアンプもみな音が違うので、NFBの有無では音は決まらないと思われます。

たかじん さん
電源基板の平滑コンデンサですが、PRT-03は2200μ6個x2、
電源搭載筐体仕様。
自分のは、外部筐体DC20Vx2、DCケーブルで供給、
TRS-1000,RTF-01,35V6800μx2、ファストリカバリーダイオード600V5Ax8
HPA-1000筐体PRT-03の電解C3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14の
容量をどうするかです、正負数個間引くか、2200μ、1000μ、もしくは470μ組み合わせ12個付けて空きなしでするかです、
D級アンプもアンプ基盤に容量小さくして、付けたほうが良いとのことで、
其のようにしました、
PRT-03はどのようにすればいいでしょうか、
よろしくお願いします。

TINA さん

電源別筐体で、整流後のDCが十分にリップルが取り除かれているとすると、アンプ側ではオーディオ用の電解コンデンサを使うのが良いかもしれません。

いわゆるオーディオ用の電解コンデンサは、外形が大きく容量が少ないものが多いです。中のアルミ箔がぶ厚く、瞬間的な電流の充放電性を重視しているからと思います。

たかじん さん
FG1000μ50Vか、KZ470μ50V
内部高さ等を考慮し空きナシ12個でつけます。
助言ありがとうごさいます。

回路図を少しだけ見たのですが、
GNDが左右で共有化されてたので、バランス駆動は考えられてないのかな?と

普段やマスタリングの時は別にアンバランスでも構わないですし、普段聴きではそこまで音質に拘ってるわけじないんですが
ミックス作業してる時にバランス駆動出来ると、少しでも作業が楽にならないかなと探してて左右が別基盤なんで、これは!と辿りつたんですが
これ通すとGNDがまとまっちゃうのか・・・と

こここうするとバランス化出来るよ!ってのがあると嬉しいです。

jimi さん

「バランスアンプの良いところはGNDを基準に増幅しない」という点を推していた会社さんもあったと思うのですが、実際にはGNDをなくすことはできませんね。

GNDを左右で分けると、ソース側(CDなど)でGNDが接続されている場合「GNDループ」が出来てしまいハムノイズが発生しやすくなります。 抵抗を入れてGNDフローティングするとハムノイズは低減できますが、今度は音が弱々しくリアルさが出てきません。

という訳で、電源側のGNDをつなげないという技として、電源を左右で別系統にしてしまう。という構成にすればよいと思われます。(PRT-03基板を2枚、トランスも2個使う)

ただ、HPA-1000はアンバランスの2chでも十分大きいため、それを2セット用意するとなると相当な物量になるという点が厄介です。
お金もサイズも気にしないというのであれば構わないのですが、、、


ちなみに、このアンプはアンバランスでも分解能が高いので、もし秋葉原に行くことが出来るのでしたら一度、試聴してみると良いと思います。 マルツの本店、2階に展示してあります。その際ヘッドホンと試聴ソースをご持参ください。

なるほど。電源ごと2系統ですか。そこまでやればたしかに完璧でしょうね。凄く理にかなってますし。

バランス接続でミックスのしやすさがどう変わるのかとか、試してみないとわからないので。色々と調べてる最中です。
ありがとうございました。

jimi さん

アンバランスアンプだとしても、ヘッドホン付録のケーブルが3芯になっている場合、4芯ケーブルに交換して、GNDを左右独立させる音の分離が大分違ってくると思います。
近年では、最初から4芯ケーブルを使っているヘッドホンが多いですけど、AKGは3芯が主流らしいです。

たかじんさん、みなさま

PGA2311基板 と PRT-03 基板を利用して、HPA-1000 の前哨戦にあたる (偏執狂版) 禁断の Class AA ヘッドホンアンプを作る準備をしています。

困ったことに、手元にあるRコアトランスだと、電源電圧が±10V 程度になってしまうのですが、PRT-03基板の動作はどうでしょうか。

リレーのほうは、G6A-274P のセット電圧は 70% なので、R14-16をショートすれば、24V のリレーは動作すると考えました。 こちらについては動かなければ、12Vのリレーにすればすむ話ですが、他の部分はどうなるでしょうか。 ZD1/ZD2 の電圧を変えないと動作しないような・・・

※ 私の予想では、1N5234B (Typ. 6.2V)あたりに変更する

どうかよろしくご教示ください。


n'Guinさん

電源電圧を±10Vにするには、リレーの駆動コイルの電流制限抵抗(R14、R15、R16)をバイパスすればOKと思います。

ZD1は、5~6Vあたりにすると良いと思います。VR1の調整範囲がダメな場合は、4Vくらいまでツェナーを下げてください。 ZD2の方は9.1VのままでOKです。こちらはONディレイ時間を作る役目です。5~6Vにすると少し時間が短くなります。

PGA2311の方もシャント抵抗を調整する必要があります。(回路図に記載あり)

たかじんさん

早速のご教示をありがとうございます。
近いうちに実験して、結果を報告したいと思います。
いつもながらのご教示に感謝いたします。

n'Guinさん

そういえば、リレーコイルを定格電圧よりも低く駆動すると、接点を押し付ける力が弱く、接点不良になりやすいという点はお気を付けください。

G6A-274Pは金接点なのでそう簡単には接点不良にならないとは思いますが、念のため。

たかじんさん

> リレーコイルを定格電圧よりも低く駆動すると、接点を押し付ける力が弱く、接点不良になりやすいという点はお気を付けください。

ご指導ありがとうございます。
なるほどと思います。 すでにはんだ付けしてしまっていたのですが、G6A-274 の 24V のリレーは、私の周りではもう入手できません。 マルツもずっとないです。 HPA-1000 を作る時にも 24V のリレーを温存しようと思います。

12V は2個持っていたので、地元の老舗の電気屋さんで1個見つけて買い込んできましたが、はんだシュッ太郎で外そうとしましたが、びくともしません。 

やはり https://nw-electric.way-nifty.com/blog/2016/06/post-2227.html を買うときが来たようです。

n'Guin さん

このリレーも入手困難品ですか。。。 ほんと電子部品の入手しにくさには参りますね。

Mouserでは「G6A-274P-ST-US-DC24」が売っているみたいです。 UL/CSA認証済みという製品で、標準品と使い勝手は変わりません。


はんだ吸い取りマシンは高いけど、それなりに価値はありますね。 ただ、リレーのように8本も足があると、スルーホールへの半田は割と難しいです。
低温ハンダ(特殊ハンダ)を使って、(コテを2本つかって)溶かした状態で引き抜く方が早いかもしれません。

G6A-274P-DC24Vならマルツにあるようですが…

たかじんさん、天 婦羅夫さん

レスをありがとうございます。
マルツ復活したようです。  さっそく最悪の場合に備えて3個確保します。

# こういう人がいるから、すぐに在庫がなくなる?

はんだ吸い取りマシンは発注してしまいました。 週末に試してみます。

ありがとうございました。

天 婦羅夫さん

さすがです。


n'Guinさん

吸い取り機は、スルーホールに残った半田を吸い取るのがとても簡単なので、効率は上がると思います。 スルーホールの穴の大きさ次第ですが、4pin以上の足がある部品は、なにかと苦労します。

わたしも買いましたんで(笑)

たかじんさん、 天 婦羅夫さん

PRT-03 のリレーは、白光のFR-300 で簡単に外れました。 12Vのリレーに交換しました。 確保した24Vリレーは部品箱でおねんねすることになりますが、マルツのサイトによれば、G6A-274P 24V は現時点で品切れにもどっています。 在庫があったのはわずか数日間でした。 私のように“なくなったら困るから”確保する人が出てきて、部品不足に拍車をかけているのかと思うと、申し訳なく思ったりもします。

さて本題ですが、(偏執狂的)禁断のClassAA アンプのほうは、昨夜作ってみたのですが、DCオフセットが負電圧にはりついて、動作しませんでした。 (偏執狂的)と書いているのは、C-Amp のほうにパワーオペアンプを用いて、ホイートストンブリッジの抵抗値を下げているからです。 
オシロで見ると、発振はしていないようなので、DCサーボをかけようかと考えています。 ただ、V-Amp の2回路オペアンプの空きの処理が不十分だったのがたったいまわかったので、そのためかもしれません。 
来週末も出張なので、少ししか時間が取れませんが、なんとか単身赴任先のヘッドホンアンプを完成させたいです。 

# 小さくなるように、禁断のClass AA回路を選んだのに、PRT-03 を使うは、パワーオペアンプを使うはで、基板面積が増えてしまいました。 最初から、HPA-1000 を作れば良かったと、若干後悔しています。

n'Guinさん、
もう無くなりましたか、やっぱりね。お気になさらず。わたしがここに書いたからだと思いますよ。
前回、サトーにあったと書いたら瞬殺でしたし。

ここに書くまで数日間見てましたが、在庫数は変動しませんでしたから。
それにしても109個あったのにな。 オクにあったりして(笑)

天 婦羅夫 さん

レスをありがとうございます。 
天 婦羅夫さんが、ここに書き込んだのが瞬殺の理由というのは、とても納得できます。 私自身も参考になるコメントがでてくるのではないかと、毎日見ていますので。

天 婦羅夫さんも、はんだ吸い取りマシンを購入なさったとのこと。
あまりの便利さに、もっと早く買えば良かったと、後悔(?)しています。
ステーション型のはんだごて以来の快挙(?)です。

n'Guinさん

横からお邪魔します。

>ただ、V-Amp の2回路オペアンプの空きの処理が不十分だったの
>がたったいまわかった

禁断のClassAAをずっと構想中で未だ制作には至ってませんが、その時に左右チャネルを分離しつつ、MUSESのような2回路オペアンプをV-AmpとC-Ampに使うケースはどうしたらいいのだろうかとちょっと調べました。
その時わかったのは、2回路オペアンプの1回路しか使わない場合は、未使用回路の+/-入力をショートして1/2Vcc (両電源であればGND)に接続し、出力をオープンにすればいいということでした。
ブリッジも含めて回路を二重化するという方法も知りましたが、これが一番簡単な方法かと。

n'Guinさんが見つけた解決法とは同じでしょうか。もし異なるのであれば、後学のために教えて頂きたく思います。

天 婦羅夫さん

G6A-274Pはこの手の信号用としては非常に良いリレーですからね。

あっといういう間にショップからなくなるのは、お仕事で使っている方々の買い占めの可能性もあります。 一時期、Dサブコネクタがなくなったとき、みんなで手分けして確保に走ったことがありました(笑)

ここ半年くらいリレー全般が品薄ですし、G6A-274Pを狙い撃ちしている人たちがいてもおかしくありません。


n'Guinさん

リレーがとれたようで良かったです。 スルーホールとピンの隙間が少しあったのでしょうか。それともn'Guinさん
のテクニックですかね。

偏執狂的アンプの方、出力が貼り付くのは何ですかね。実は発振しても貼り付くことがあります。 
入力バイアス電流の影響でDCオフセットが出るとしても仕上がりゲインが0dBなら数十mVとかその程度のことが多いです。

OPAMPの空きチャンネルの処理の方法は2種類あります。
三毛にゃんジェロさんが書かれている出力OPEN、+と-をGNDなりVCなりに固定する方法と、ユニティゲインで安定なOPAMPでは、出力と-入力をショート。+入力をGNDかVCに固定するという方法です。どちらかというと後者の方が多いような気がします。


三毛にゃんジェロさん

OPAMPを2パラ駆動するなどという手もありますね。 どこかの高級メーカー「A社」さんがパワーアンプの電圧増幅段でもやっているみたいです。DACでも多数をパラ駆動していましたし。 出力にバラスト抵抗を入れて干渉を防ぐ必要はあると思いますので、あまりおススメはしません。

n'Guinさん、いえいえ、わたしはリレー買っただけで。
ハンダ吸いモノははんだシュッ太郎と、半世紀くらい前に買ったアメリカ製の青いヤツくらいです。
ポンプのは会社にWellerのがあってなかなか良かったですが固定資産クラスの価格で…

三毛にゃんジェロ さん

レスをありがとうございます。 まだ、解決策はわかっていません。 単身赴任中なので、電気工作は週末しかできません。 残念ながら、この週末は出張でつぶれるので、また何かわかったら、書き込みます。 あてにしないでおまちください。 

たかじんさん
> 出力が貼り付くのは何ですかね。実は発振しても貼り付くことがあります。
今回使っているパワーオペアンプの推奨回路は、ACアンプ構成です。
このあたりも踏まえつつ、解析していきたいと思います。

天 婦羅夫 さん
私がはやとちりしました。 すみませんでした。
 

2回路OPAMPの未使用回路端子処理について
ぺるけさんのOPAMPヘッドフォンのページの回路図に書かれていて、出力と‐入力とを抵抗を介してつないで、+入力と-入力(抵抗をかませて)GNDに接続しています。(この回路も反転アンプだ)
なぜ抵抗をかますのか、理解できていないのですが・・・・・

大昔、岡村迪夫さんの本を読みながらCANタイプ741で遊んでいたのですが1回路ものだったので未使用回路の事なんて考えて事が無く、端子を処理しないと壊れるらしい、と後になって知りました。
余談ですが、741の1回路8ピンDIP品があることに気付き、つい3個ほど買ってしまいました。何に使えるんだろう????

n'Guin さん

ACアンプ構成が必須になるアンプは入力バイアス電流が多めなことが理由かもしれません。とは言っても電源電圧に貼り付くほどのバイアス電流にはならないような気がします。

入力端子からみたDC抵抗値 x 入力バイアス電流 の±間電圧に
アンプの仕上がりゲインをかけると出力オフセット電圧が出てきます。

例えば、+側 100kΩ、-側 33k 、入力バイアス電流=1uAだとすると、
+側 = 100k x 1uA = 0.1V
-側 = 33k x 1uA = 0.033V   差分=0.1-0.033 = 0.067 V

仕上がりゲイン=30倍 とすると 0.067V x 30倍 = 2.01V です。

入力バイアス電流は温度や電源電圧で多少は変動するので、おおよその値でしかありませんが計算値から10倍ずれることは無いと思います。


sawanoriichi さん

オペアンプの空きピン処理で反転アンプ構成にするのは見たことないですね。面白い対策と思います。

オペアンプが傷む状態としては「発振状態」、「出力貼り付き」、「+入力と-入力間電圧差が過大」、「入力電圧が±電源よりも高い(低い)こと」が挙げられます。

そうならなければOKです。 

+入力と-入力間の差は、平気なオペアンプとダメなオペアンプがあります。コンパレータに使用できるタイプは大丈夫です。(出力貼り付きも平気です。)

741は銘オペアンプですね。特に初段の構成が変態的に天才です。

たかじんさん

>OPAMPを2パラ駆動するなどという手もありますね。

これは、2回路ともブリッジにパラレル接続するという意味でしょうか?

C-ampに2回路オペアンプを左右で各1個使う場合、Class AAブリッジに対して2回路をパラレル接続すれば出力電流が稼げていいんじゃないのかとも考えました。ただ、電気的な特性は微妙なところで異なるので、もしかしたら発振の可能性もあるかなとの懸念もありました。
それで、ネットを探し回ったところ同じように考えた人が見つかり、1つのブリッジ回路に2回路パラレル接続はどうしても安定しないとのことでした。その人の回避策はClass AAブリッジを二重化し、1回路1プリッジとして独立動作させて最終的に出力を合成するという手法でした。ただ、聴感上では1回路1ブリッジの場合と比較して違いはなかったとも。

それで、現在構想中の禁断シリーズでは1回路であろうが2回路であろうが、空き回路が出ないようにと考えています。

たかじんさん

いつもていねいなレスをありがとうございます。

V-Amp: MUSES8920
C-Amp: LM675 or LM1875

でトライ中です。 LM675 についてはウェブ上に作例があり、うまくいくものと思ったので、LM675 より歪み率特性が良い LM1875 をトライしてみました。 手元では、LM1875 でも LM675 でも同じ結果で、うまくいきません。 使用しているオペアンプをはっきり書かずにおり、申し訳ありません。

おっしゃるように、発振の可能性は十分にあります。 最初に LM1875 で、予定した電源でトライしたときには、LM1875 が焼損してしまいました。 その後の試行錯誤では、VFA-01 と同じく電源をスイッチングレギュレータで保護しながら行っています。  V-Amp をソケットから抜いて、LM1875 だけで電源を入れると、たかじん様がおっしゃるとおりで出力は、マイナス2.5V ぐらいになっているのを確認したところで先週末は終わりました。

この週末にまた試してみようと思いますが、発振しているとして、禁断のClassAA方式 だと、どこに手をいれたらよいやら・・・。 OverALL の負帰還抵抗(33kΩ、ゲイン2倍強)に並列のコンデンサはすでに 10pF 程度と2200pF 程度を試しましたがだめでした。 

三毛にゃんジェロ さん

ブリッジをパラレル駆動ですね。 いばらの道かも・・・ A47方式で片方のアンプの出力を増強するような方法でも良いかもしれません。

ちなみに、DACでも増幅回路でも複数の出力がまったく同一できれいに出力が加算できるハズはありません。必ず誤差があり、お互いに足を引っ張り合うのが二人三脚の常識ですね(笑)  その辺も含めて楽しむという感じです。

> それで、現在構想中の禁断シリーズでは1回路であろうが2回路であろうが、空き回路が出ないようにと考えています。

明確なポリシーを持って設計するのは良いですね。ノウハウが蓄積されてどんどん上達すると思います。


n'Guin さん

classAAは実は結構危険な回路なので、発振が収まらないときはオペアンプを変えるしか手段がない可能性もあります。C-amp側の位相補償としては33k部にパラレルに入れるので間違いありませんが、3pF~100pFあたりのどこで効果を発揮するのか判断しにくいです。
V-amp側も無関係ではありませんしね。
カット&トライを続けるしかないかも。

たかじんさん

いつも、コメントありがとうございます。

> classAAは実は結構危険な回路なので、発振が収まらないときはオペアンプを変えるしか手段がない可能性もあります。

当初、ホイートストンブリッジを 0.1 / 0.33Ω、10 / 33 Ωにしていましたが、万策尽きて、1 / 3.3Ω、100 / 330Ωにしたら、出力のオフセットは数mV 程度になり、とんでもなく幅広になる発振波形が見えてきました。 しかしながら、overall の NFB の並列コンデンサをどう変えても、発振は止まりませんでした。

ふと思い立って、C-Amp の出力に1Ωを入れてからホイートストンブリッジにつないだら、発振の振幅が減りました。 さらに、C-Amp の V+ V-間に直接フィルムコン 1μをいれたところ、さらに発振の振幅が減りました。 V-Amp と C-Amp 間の電源干渉もあるかもしれないと考え、たまたま手元にインダクタがあったので、インダクタでデカップリングをしたら、さらに発振振幅が減りました。 ここまでしてから overall の NFB の並列コンデンサを変えたところ、33pF で寄生発振のような波形のみとなり、もう一歩になりました。

ここからなかなか良くならず手詰まりになってしまいました。 壊れてよいスピーカーをつないだら、無音でもノイズが聞こえたのですが、どこかで聞いたようなノイズ・・・ そうですスイッチングレギュレータ電源でしたので。  トランス電源に変えたら、ノイズレスに。 でもオシロの寄生発振のような波形は相変わらず・・・・。 ここで雑音電圧(GwInstek GEM 8261A )をはかると 0.05mV 程度(ふらつくので正確にはわからず)と問題がありません。

そうです。 寄生発振用に見えた波形は、環境ノイズでした・・・。
もともと発振していたので、入力信号を 50 mV PP程度に絞っていたので、蛍光灯やら、電源のスイッチングレギュレータやら、手元を照らすLEDランプのノイズやら何やらのノイズをオシロで観測していたのでした(笑)

いろいろやったので、どれが効果があったのかはわかりませんでしたが、実用にちょっと近づきました。 まだ片チャンネルしか作っていないので、週末にもう片チャンネルをくみ上げてみようと思います。

いま、モノラルで音を聞いていますが、オペアンプのみの音とは思えないです。 なんて書いている間に、スピーカー端子がショートしたら、MUSES01 / LM1875 ともにオペアンプが煙を吐いて吹っ飛びました。 LM1875 はショートのプロテクションが内部的にありますが、それが働きません。 オペアンプの保護も考える必要があります。

一筋縄ではいきませんが、めどが少しついたので、プリアンプを先に仕上げて、ゆっくり ClassAA にチャレンジしようかと思っていますが、どうやら、HPA-1000 に先にチャレンジすればよかったと後悔しきりです(笑)

n'Guinさん

おっしゃる通り環境ノイズは、無視できないレベルになってしまうことがありますね。我が家では、WIFIルーター、蛍光灯、エアコンなどが非常の多くのノイズを発して歪率測定に影響します。空中を伝搬してくるノイズと、ACライン(コンセント)を通してくるものとがあり、なかなか厄介です。

オシロでモロに見えるのは部屋の蛍光灯です。インバーターの周波数17kHzくらいでパルスがばっちり出てきます。 蛍光灯をOFFにすると消えますので、すぐに分かります。

蛍光灯1本がチラつきだしたので、それを機にLED照明へと入れ替えてみました。 こちらもディマー機能があり、結局、ノイズレスではないものの、以前の蛍光灯のようなはっきり出るノイズは見えなくなりました。

ただ、LED照明下で写真を撮ると、色味がおかしくていちいち補正しないといけないというめんどくささが。。。


さて、ClassAAの方ですが、とても苦労されていらっしゃるみたいですね。ヘッドホンアンプ用のOPAMP版classAAは、簡易的でパワーアンプ版よりも安定しやすい定数が割り当てられているように感じます。この抵抗値を下げていくと凶暴さが現れてきます。

本家classAAはSE-A100 が最初だと思います。(1985年発売)
https://audio-heritage.jp/TECHNICS/amp/se-a100.html

参考になるかどうか分かりませんが、サービスマニュアルを海外サイトで探してみるのも良いかと思います。

OPAMP版ブリッジの10Ωに相当する箇所が0.22Ω、0.22Ω、0.33Ω、0.33Ωの4パラになっています。つまり0.066Ω。 それ以上は解析していないので突っ込まないでください。


たかじんさん

PRT-03 のリレー駆動の回路について、質問です。
ON-OFF-ON のOFF時に、MID が 2SA1020 で ONになる回路は、何か名前がついておりますか。 それとも、たかじんさんのオリジナルでしょうか。

VOL-12/01, SEL-12 のプリアンプの LED表示で使用させていただきました。( http://schumann.jp/?p=761 ) ありがとうございました。
このプリアンプについては、制作例に投稿いたしましたが、画像貼り付けを失敗しました。 可能なら、117 の投稿を削除していただければと思います。

さて PRT-03 ですが、ヘッドホンに直列に入る抵抗のおすすめはありますでしょうか。 地方在住なので、入手機会に恵まれず、よくわからないのです。 みなさまのお勧めをいろいろ教えていただければ幸いです。


n'Guin さん

>ヘッドホンに直列に入る抵抗のおすすめはありますでしょうか。
小生はDALEのRN60とソリスト(TDO)RSN1/2Sで済ましてしまいましたが、
RSで扱いのあるCaddock パワーフィルム 抵抗器 30W 10Ω ±1%,MP930-10.0-1%を使ってみたい気はします。
https://jp.rs-online.com/web/b/caddock
TO-220のサイズですし、足をリード線にて一工夫すれば何とか基板に収まりそうです。
手軽なのはGarrettaudioで扱っているPR9372もいいと思います。

onajinn さん、こんにちは。

さっそくのおすすめ、ありがとうございます。 候補を挙げていただけて、うれしいです。 使ったことがあるのは、DALE だけです。
Garrettaudio の HP をみたら、いろいろな抵抗があるのがわかりました。
評判を探ってみたいと思います。

n'Guin さん

117 記事、削除してみました。 <削除> として残るみたいです。

ヘッドホン駆動の直列抵抗ですが、通常は入れなくても問題ありません。 少し距離感を遠くしたいときや、感度が高すぎるヘッドホンを使うときに入れるくらいです。

おススメという訳ではありませんが、海神無線で取り扱っているビシェイの金属箔抵抗は有名です。

onajinn さん

Garrettaudio と言えば PRP抵抗 ですね。 真っ赤な塗装が目立つので存在感も抜群です。 インパクトのある音。 という噂は耳にしますが、私は使ったことありません。

たかじんさん

製作例の削除をありがとうございました。

> ヘッドホン駆動の直列抵抗ですが、通常は入れなくても問題ありません。
> 少し距離感を遠くしたいときや、感度が高すぎるヘッドホンを使うときに入れるくらいです。
了解です。 とりあえず、使わずに試してみます。

さまざまなオーディオ用抵抗があるのですね。 機会をみて試してみます。

ありがとうございました。
 

n'Guin さん

PRT-03のリレー駆動部のトランジスタ回路は無い頭を使って捻り出しました。動作的にはnand 回路に近いですね。

抵抗はオーディオ用と明確に謳っている物もありますし、航空宇宙用の高精度抵抗の場合とがあります。値段が高いものは心のバイアスがかかってしまい正確な評価が難しくるという罠があるのでお気をつけ下さい。

たかじんさん

>値段が高いものは心のバイアスがかかってしまい正確な評価が難しくなるという罠がある

この手のバイアスは、もはや信心の世界かと思われ。
投入した自分の資産(財力だったり、時間だったり、脳味噌だったり)に見合った「成果」を心が要求してします・・・・(泣)。

苦労して作った自作アンプも出来上がった直後は世界一の音だと信じ切っておりますが、少し経つと隣の芝生が青々と見えてきてしまうので、始末に負えません。

ありゃ、名前を入れ忘れてしまった様です。

たかじんさん、sawanoriichi さん、みなさん

> PRT-03のリレー駆動部のトランジスタ回路は無い頭を使って捻り出しました。動作的にはnand 回路に近いですね。
流用させていただき、ありがとうございます。
PRT-03 の LED にフルカラーLED を使って、電源ON で赤、PRT-03でリレーONで、青表示とかしたいのですが・・・・
以前に考えたときは、どうにもなりませんでした。

>値段が高いものは心のバイアスがかかってしまい正確な評価が難しくなるという罠
sawanoriichi さん がおっしゃるように、投入した資産のバイアスを見抜くのは難しいですね。 私は家内にも聴いてもらうようにしています。
もともと、私はピアノ、家内はバイオリンを趣味で弾いていた時期があるので、そのあたりの評価をもらうようにしています。 
Steinway と Boesendorfer の違いが一聴してわからない高価なアンプもありますから。

いつもながら、ご教示ありがとうございます。

sawanoriichi さん
n'Guinさん

抵抗やコンデンサで音が変わることは、一般に認識されてきているとは思います。

ある程度、音が良いとされている部品同士で比較すると、確かに音は違うけど、どちらが上という順位付けは非常に難しいと思います。

高価だったり、カタログスペックで0.1%精度など、見てしまうとそちらが良いものだ。 と思いこみたくなってしまいますからね。

そういうのを知らない第三者に聴いてもらうというのは良い案だと思います。 あとは単純に好きな曲が「楽しく聴ける」方を選ぶのもアリですね。

たかじんさん

PRT-03 のページを何気なく見ていて、「基板ミス修正情報」を見つけました。

手持ちの基盤が Rev.1.1 でしたので確認したところ、部品面のほうで、リレーの 6番/11番が全てつながっており、はんだ付け面でGNDに落ちているようにみえます。

リレー側ではなく、基板側で対策を取るとして、次のようにしたいと思います。

1) 部品面のリレーの 6番/11番の接続を切り離す。
2) 半田付け面での GND接続を切り離す。

他に行うべきことがありましたら、ご教示いたければありがたいです。

# 要は、リレーの 6番/11番がどこにもつながらなければいいのですよね。

基板ミス修正情報の提供に感謝しております。

n'Guinさん

すみません。まだ情報がまとまりきっていないためブログ記事として出しておりませんでした。

Rev1.1にパターンのミスがありましてMID、High リレーをONすると音が小さくなってしまうという不具合があります。

> # 要は、リレーの 6番/11番がどこにもつながらなければいいのですよね。

その通りです。 6と11の足を根元から切って基板につながらないようにすればOKです。

もし、まだ部品を実装していなければ、修正版の基板をお送りする準備をしています。もうしばらくお待ちください。 既に実装してしまっているのであれば、リレーを抜いてピンをカットする方が手間が少ないと思います。

よろしくお願いします。


たかじんさん

さっそくのご返信ありがとうございます。

PRT-03 は手持ちが2枚あり、ひとつは組み立てた後です。 ClassAAパワーアンプで使う予定ですが、肝心のアンプ本体がまだまだ試行錯誤中です。

もう一枚は、HPA-1000 に使用します。 修正版の基板をお送りいただけるとのことですが、基板の銅箔を削り、保護剤を塗布するだけなので、修正基板をお送りいただかなくても大丈夫だと思います。

来週末から、HPA-1000 にとりかかります。 またいろいろ質問すると思いますので、どうかよろしくお願いします。

基板のパターン情報、気づかずにおりました。

確認したら、1号機の電源基板は初期バージョンでしたが、
2セット目購入の基板がRev1.1でした。

2セット目は全くの未着手状態なので
当然電源基板も部品未実装状態です。

これはそのまま持って居ようと思います。
どうにでもなるし。

n'Guinさん

> 修正基板をお送りいただかなくても大丈夫だと思います。

ありがとうございます。  お手数かけてしまいますが、よろしくお願いいたします。

スイッチサイエンスさんにて購入された方のご住所などは私のほうで把握しておりませんので、希望者のみという形になるかと思います。 すでに部品を実装ししてしまった方は、一から組み立てなおすのは二度手間になってしまうため、リレーを抜いて足をカットして戻す方が簡単になります。


sawanoriichi さん

未着手であれば、もう少々お待ちください。 発送予定のものは付録品なしの生基板になります。Rev1.1基板は捨ててください。

久しぶりの基板ミスです。 HPA-12で、スルーホールが表裏で繋がっていないという基板不良があり、20名くらいに送りなおしたという事がありました。。。

たかじんさん

いつも大変お世話になっております。 基板側の修正例を記事にしました。
http://schumann.jp/?p=864

ごらんいただいて、問題がないようなら、リンクを張るなりしてご利用いただければと思います。

n'Guinさん

基板修正のお写真、拝見させて頂きました。 裏も表も削るのは結構大変かと思います。 テスターで確認されているはさすがです。

リンクの件、助かります。 修正版の基板の生産ができたと連絡が来ているので、数日中に案内できる見込みです。 よろしくお願いいたします。

私が会社の人に教えてもらった方法は、
 カッターでパターンに2か所切れ込みを入れる
 ハンダごてを切り取る銅箔に当てる
というものでした。
コテの熱で、切り離された部分が剥がれてくる、というものです。

自宅でやったことはありませんが(^^;

天 婦羅夫 さん

パターンに切れ目をいれて、半田ごての熱ではがすというやり方は知っておりました。 部品を間違って取り付けて、部品を交換するときにパターンをはがしてしまうのと同じことを意識的に行うことになります。

やったこともありますが、はがれるまで、けっこう時間がかかったり、うまくいかなかったりしました。 何か効率的なやり方というか、TIPS があるのかもしれません。 何かありましたら、ぜひ教えてください。

n'Guinさん

ご存じでしたか。 私は同僚がやっているのを見て聞いてみて知った、というものです。
その時、ターゲットになっていたのはノートPCの多層基板だったので、パターンも細く剥がしやすい状態だったのかもしれません。
温調コテでしたが300℃台だったと思います。
役に立たない話で、どうもすいません(^^;

天 婦羅夫さん

そんな銅箔パターン剥がし方法があるんですね。
ガラエポではなく紙フェノール基板だった簡単に剥がれるかもしれません。


n'Guinさん

剥がれて欲しくないときに剥がれてしまうってこともありますね。 リューターで銅箔を削ってしまうというワザもあります。
やってみると、意外と簡単に削れます。 が、隣の配線まで削ってしまう恐れがあります。

私がよく使うのはPカッターですね。 普通のカッターよりも簡単に銅箔を切ることができます。 ネックは、ガラエポ基板だと刃がすぐにダメになるってところです。
2mmパターンを切るような作業で、15~20箇所くらいで、切れにくくなってきます。

プリント基板のパターンカットは昔からPカッター一択です。
落ち着いてやれば失敗はしないし、確実ですね。
ガラエポ基板だと刃のダメージは確かにありますが、
基板カット程の距離を切らないので許容範囲だと思っています。
というか、私の場合は基板カットが第一目的なので
パターンカット程度は誤差の内、って感じです。

ルーターは、いろんな意味で危ないな、と感じていて
パターン削りには不向きだと思っています。
繊細な作業を強いられるので
薄い革のグローブをしていると指先感覚が心もとなくて
かといって素手では危険です。
作業は安全第一、趣味ですし。

sawanoriichi さん

Pカッターが一番作業性に優れているように、私も思います。
新品時の切れ味はすぐに落ちるけど、そこから先も力を入れればしばらく使えますしね。

リューターは小さい丸鋸(?)みたいな刃を使うと意外と簡単にパターンを切ることができます。 神経はつかうけど力はいらないので大量にカットしなければいけない場合は良いですよ。

そういえばボール盤、旋盤、フライス盤などの回転モノ作業では、手袋禁止されてますね・・・ 巻き込み防止かな。

たかじんさん、みなさん

禁断の Class AA アンプを、MUSES01+LM1875 で音出し中に、スピーカー端子がショートしたら、オペアンプが全部煙をはいたところまで、報告していました。

お気楽オーディオさんの記事で、LM1875 より TDA2030 のほうが安定していることを知り、こっちで試してみました。
http://www.easyaudiokit.com/bekkan2022/nju72343/evol.html

片チャンネルのみ作ったところでは、だいぶ安定していたのですが、ステレオにしたとたん、また発振しました。 しかし、オペアンプ依存のようで、OPA2134 では発振せず、 LME49720 も大丈夫なようです。
0.5A のヒューズでショートしても、ヒューズも切れず、オペアンプも大丈夫なので、これでいけそうです。

こちらのほうは、たかじんさんの PGA2311 の電子ボリュームを使うつもりです。 PRT-03 を使って、安全を確保します。

素朴な疑問: PRT-03 出力インピータンス切り替えの抵抗は、どんな意味を持つのでしょうか。
高感度のイヤホンで、雑音を少なくするのはわかりますが、ダンピングファクタが下がると、音が変わりますよね・・・。 これももうひとつの目的でしょうか?

追伸: BlueSnow DAC 用の MUSES05 届きましたが、まだいじっていません。 来週末以降になりそうです。

PRT-03についてはこちらの記事でいい…のかな?
以下の販売終了となった部品について問い合わせいたします。

・9.1V 500mWツェナーダイオード

※部品表のリンク先とは違うのですが偶然似たようなものを見つけました。同じもの?→https://akizukidenshi.com/catalog/g/g115721/

BlueWind DC-ARROWとHPA-1000でも問い合わせているためお手数お掛けし恐縮ですが、よろしくお願いいたします。

n'Guin さん

返信が漏れていました。 TDA2030 で完成していましたね。 おめでとうございます。
PRT-03の出力インピーダンス切替は、ヘッドホンの種類による最適ドライブチューニングです。 低インピーダンスで駆動するよりも少し抵抗を噛ました方がゆったりと聞き心地が良くなるケースがあり、市販アンプでも同様の切り替えができるモデルがあります。


林檎 さん

はい、BZX55C9V1で問題ありません。 よろしくお願いします。

たかじんさん

確認いただきありがとうございます!
偶々秋月のページで出てきたものが合っていたようでよかったです。

いま必要な購入部品をまとめてチェックしているのですがだいぶ訳が分からなくなってきたところです(^^;)

林檎 さん

秋月電子のカートは数時間でリセットされるのでご注意ください。 
あれこれ部品購入で迷っていて、途中、ご飯休憩して戻ってくると、カートがリセットされてた・・・ なんてことあります。

林檎 さん

たかじんさんのコメントへの付けたしです。
秋月電子のカートは単純にページ再読み込みするとカート内の個数がドンドン増えていくので注文確定前に価格にビックリすることがありました。
よく確認しましょう。

たかじんさん
onajinnさん

注文には時間をかけて慎重に、などと思っていたので危ないところでした。
ご助言感謝いたします!これは知らないと絶対はまりそうな罠ですね…。

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