PGA2311 電子ボリューム基板
ざっくり作ってみました。
可変抵抗の値をマイコンのADCで読み取ってPGA2311の設定を行うという極めてシンプルなものです。
電源は、アンプに簡単に内蔵できるように±15~20Vくらいを供給するようにしています。
単なる三端子レギュレータでは面白くないので、秋月で見つけたオーディオ用シャントレギュレータ(NJM7400DL1)を使ってみました。
かつての高級カセットデッキなどをご存じの方は知っていらっしゃると思いますが、シャントレギュレータは昔は良く使われていました。
シャントレギュレータの最大の特徴は、電源供給もとへの負荷が変動しないというところにあると思います。なんというか、A級アンプの「アンプ部と電源部」の関係みたいです。
カセットデッキなど非常に微弱な信号を扱う場合、ヘッドアンプ部の電源変動を最小に抑えたかったという理由があるのだと思います。
NJM7400は、一応オーディオ用を謳っていて、ダイナミックインピーダンスがmax 0.5Ωと小さいところが優れている点と思います。ノイズに関してはデータシートに何も書かれていないのですが、シャントレギュレータは古来から信号基準のリファレンス電圧に使用するほど低ノイズ+高安定性が特徴ですので心配ないと思われます。
電源のお話はこのくらいにしておきまして、肝心のボリュームの方です。
基板サイズをコンパクトにするために、9型のボリュームを実装してみました。いつもは27型のボリュームを使っているため、軸の弱さやグラつきが気になりました。バックラッシュ(遊び)もひどいです。
この9型ボリュームの軸のぐらつきとバックラッシュ具合は、電子ボリュームの良さを完全にスポイルしていると思う。 pic.twitter.com/HNTgpqxIOz
— Takazine (@TakazineZone) June 14, 2020
抵抗分圧した電圧をADCで読み取るだけなので音質には影響しないハズですが、これだけグラグラしていると、質感とか製作した充実感みたいなのか台無しになってしまいます。ノブを小さいものにするか、基板から配線を引き出して16型以上のボリュームを使うのが良いと思います。
改めてRK27が優秀だったことに気付かされました。
さてさて、
肝心の音の方ですが、RK27の50kΩからそのままの交換では高域がキンキンして聴き疲れする音がします。さすがにポン付けで済むほど甘い世界ではないですね。
HPA-1000側でPGA2311の出音に合わせて調整する必要があります。とは言っても入力フィルタの最適化くらいですけども。
ギャングエラーがほぼ無い、音量調整時のショックノイズもなし、60dBくらい絞った時でも鮮明な音が出る、などなどPGA2311の良さも確かにあります。
コントロール用の可変抵抗のカーブは抵抗値がリニアなBカーブが適切です。
アンプのボリュームの周囲に減衰量を印字してあるものがありますね。センター(12時方向)で-16から-18dBくらいのモノが多いと思います。
当初、Bカーブのリニアな値をそのまま-90dBの範囲で等分しようとしていました。そうすると、センターで-45dBになってしまい、一般のオーディオアンプの特性と一致しなくなって違和感があります。
という訳で、カーブをソフト的に作ってセンターが-18dBくらいになるようにしました。
< いくつかのカーブを作って試してみました >
実はこの試作基板、勢い余って沢山作ってしまいました。25枚くらい頒布可能です。欲しい方いらっしゃいますか?
1608チップ部品、PGA2311、マイコンは付録で、その他の部品はご自身で入手して頂く必要があります。また、マイコンだけはファームウェア書き込みのため、基板に(私が)手実装する予定です。
よろしくお願いします。
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コメント
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HPA-1000を鋭意作成中です。
電子ボリューム待ってました。
是非、購入させて頂ければ嬉しく思います。
でも、競争激しそうですね。
配布案内楽しみに待っています。
投稿: dondon | 2020年6月15日 (月) 21時45分
>高域がキンキンして聴き疲れする音がします。
う~んやっぱりそうですか。
十数年前同IC(PGA2310)搭載の基板キットを某雑誌社のサービス部よりとりよせて組み立てたことがあります。
その時は音量を上げると少しキツくなる原因は別にあるのかなと思っていました。その後のWM8816やMUSES72320を使用した電子VR基板ではそんなことなく現在も愛用中です。
この後の展開は…?
投稿: onajinn | 2020年6月15日 (月) 22時25分
こんにちは。
電子ボリューム、小音量時でも綺麗に聴けるとの事、とても興味があります!メーカー製のアンプを使う時は、よくミュート(アッテネータ?)オンにして音量を上げていたので、そんな手間が不要になるのもいいですね!
投稿: 中島屋 | 2020年6月16日 (火) 00時38分
お世話になります。
2枚ほど欲しいです。。
投稿: JT | 2020年6月16日 (火) 06時43分
頒布していただけるとうれしいです。
投稿: murumuru | 2020年6月16日 (火) 10時47分
2枚頒布希望します。
よろしくお願い致します。
投稿: cattleya | 2020年6月16日 (火) 17時29分
2枚頒布希望します。
よろしくお願い致します。
投稿: fumufumu | 2020年6月16日 (火) 18時44分
dondon さん
ありがとうございます。前向きに進めていきますので、よろしくお願いいたします。
onajinn さん
キンキンぐあいの原因はおそらく内蔵OPAMPの特徴だと思われます。この音の場合は、ある程度は対策できるかなっと思っています。
もっさり、霞んでいるような音がでていたら、もう捨てるしかありません(笑
中島屋さん
-60dBも絞っていてこの音は、まあまあ良いのではと思っています。-80dBくらいまで絞ると、さすがに音も小さくなるので良くわかりません。
JTさん
murumuru さん
cattleya さん
fumufumu さん
ありがとうございます。とりあえず、頒布できるように進めてまいりますのでよろしくお願いします。
投稿: たかじん | 2020年6月16日 (火) 22時38分
たびたびすみません。わたしも1枚頒布希望致します。
投稿: Ising | 2020年6月17日 (水) 03時48分
私も1枚頒布希望します。よろしくお願いいたします。
投稿: かわべ | 2020年6月17日 (水) 14時31分
たかじん さん
HPA-1000アンプ筐体、部品配置に手間取りましたが、穴あけ等開始しました、PGA2311 電子ボリュームが搭載できるようですので、
ぜひ、1枚頒布の際はお願いします。
HPA-1000アンプ試作段階でのスピーカー駆動の音感等、ちょこっと、書いて下さい。
小出力の無帰還A級回路アンプの音、、経験ないですが。
どんな感じですか、よろしくお願いします。
投稿: TINA | 2020年6月17日 (水) 15時32分
頒布時は、2枚購入させて頂ければと思います。
楽しみです。
投稿: くま | 2020年6月17日 (水) 19時39分
Ising さん
かわべさん
くま さん
ありがとうございます。 ただ、ここにコメントを頂いても予約にはなりません。すみません。頒布開始時には、またブログでご案内いたしますので、よろしくお願いいたします。
TINA さん
もうケース加工に取り掛かっているのですね。ご購入ありがとうございます。
HPA-1000でのスピーカー駆動は、PRT-03に搭載したリレーの接点の最大電流の制限で、基本的にはお薦めしません。 ごく小音量でしか聴かないのでしたらすぐに接点不良には陥らないとは思いますが、、保証はできません。 スピーカーOUT用に大きなリレーを外付けで付けるならアリかもしれないですね。
音質の方は、ヘッドホン試聴と同じくNFB量を減らすほどに開放的、かつ豪快な音になります。特に低音の表現が独特です。豪快で雑なようで、聴き心地が良いという不思議な音がします。
ヘッドホン、イヤホンほど残留ノイズに拘る必要がないので、単純にNFB量による音の違いを楽しんでいただけたら幸いです。
投稿: たかじん | 2020年6月18日 (木) 08時17分
たかじん さん
不思議’豪快’、、Fostex Solで体感煩悩MAX。
筐体配置図面では、PRT-03とPRT-01を搭載し、PRT-03は推奨組み構成、ヘッドホン専用 ヘッドホン端子は使用時接続。
電源は別筐体PTF-01、DC21Vx2です。
PRT-01、PRT-03は電源パラ。HPA-1000電源供給はPRT-03のみ。
HPA-1000より、OUTのみ接続、常時スピーカー駆動になるので、2回路SWで対処したいですが、これで悩んでます、
1,PRT-01の信号入力で切る。
2,PRT-01の電源をスピーカー視聴時にアンプ電源投入前に切り替えて 入切。
3,PRT-01のOUTのLR+側を入切。
自分としては3で、リア−パネルSP端子直ぐ横で最短+側配線で思案。
どうでしょうか、何か良い案あれば、助言お願いします。
投稿: TINA | 2020年6月18日 (木) 09時28分
たかじんさんは、ラズパイ用のDACなどで、DAC内蔵デジタルボリュームは
あまり積極的に利用されていないように見受けられますが、最近のDACの内蔵デジタルボリュームについてはどう思われますか?
投稿: DSK | 2020年6月18日 (木) 14時37分
TINA さん
PRT-01とPRT-03の併用は、なかなかスリリングですね。
03の電源部にはリップルフィルタを搭載していて、整流後の100Hzのリップルを低減する機能があります。しかし、スピーカーを駆動するには、そのフィルタがネックになって大電流を流しにくくなります。
スピーカー駆動をおまけ程度としてとらえるならば、標準のPRT-03のまま使用して、リレーが痛んだら交換する。というのはどうでしょうか。
インピーダンス切り替え機能で
Lowは、基板パターンがダイレクトに接続されてますので、そのままヘッドホンに出力。
Midに10Ωくらいの抵抗を付ける。 これもヘッドホン出力。
Highには抵抗を付けず、抵抗のランドからSP-OUT端子へと配線を引き出す。
そうすると、インピーダンス切り替えをHighにするとスピーカーへ出力。MidとLowはヘッドホン出力。 という選択が手動でできます。
スピーカー駆動をよく使うのでしたら、PRT-03のリップルフィルタの抵抗値を下げるか、バイパスしてしまうという手もあります。その場合、高感度なイヤホンでは100Hzのハムノイズが僅かに聞こえるかもしれません。
投稿: たかじん | 2020年6月18日 (木) 20時57分
DSK さん
32bitのDACに内蔵されたデジタルボリュームは、そこそこ考えられているので、-20dBくらい絞ってもさほどひどい音にはならないと思ってます。
SB32+PRO DoPには24dBのアナログボリュームも内蔵されているので、-24dBまで絞ってもビットパーフェクトのままDA変換されます。 そこから更に20dBほど絞ってもあからさまな劣化を感じさせないので、音量調整として使ってもまったく問題ありません。
HPC-01(D級アンプ)を検討しているときは、RK27ボリュームを1~2時方向まであげて、DAC側で音量を調整した方がきめ細かい音まで聴こえると感じました。
投稿: たかじん | 2020年6月18日 (木) 21時11分
こんにちは。yuusaと申します。
この基板はバランス回路にも使用できますか?
投稿: yuusa | 2021年1月15日 (金) 13時14分
yuusa さん
2枚使えばバランス回路に使えますが、左右で独立したボリュームになります。 連動はしません。
https://6218.teacup.com/nwelec/bbs/t1/102
バランス使用ではありませんが、ここに2枚使った実装例があります。左右独立したボリュームノブがあるのが特徴になります。
投稿: たかじん | 2021年1月17日 (日) 09時48分
こちらの基板は1連ボリュームでも動作はするのでしょうか
1連で問題なければ2連ボリュームの123pinを基板Aに、456pinを基板Bに繋げば連動出来るかなと思いましたが
投稿: kotatsu | 2021年1月17日 (日) 14時03分
kotatsu さん
その手もありますね。
指示用のボリュームのギャングエラーがそのまま電子ボリュームに反映される状態ですが、チャンネル間の干渉も一切ないので、良いかもしれません。
投稿: たかじん | 2021年1月17日 (日) 19時42分
たかじんさん
こんばんは。
HPA-12(純A級 フルディスクリート バイポーラ版)に手を加えているところで、併せて、こちらをボリュームに使えないか考えています。
回路図のR8/R9で、電源電圧に応じてNJM4700DL1への供給電圧を7~8Vにしているととらえています。
それが合っていることが前提なのですが、HPA-12の電源部C82/C83(回路図では約8.2V)あるいはC80/C81から電源を取り、適宜7~8VになるようにR8/R9で調整して使用しても問題ないでしょうか?
よろしくお願いいたします。
投稿: ターキー | 2021年7月 4日 (日) 18時57分
はじめまして。
レギュレーターNJM7400にバラ接続されているダイオードの意味をご存知でしたら教えて頂けないでしょうか。
メーカーの動作例にもSBDが接続されているようですが。。。。
投稿: さとち | 2022年5月 3日 (火) 10時34分
さとちさん
このダイオードは保護用のモノです。 レギュレータICの保護としては非常にポピュラーな構成なので、いまさら説明することもない感じで略されてしまっているのだと思います。
詳しく書くと、
±電源のような構成の場合で、+側と-側の消費電流が異なるとき、電源を切った際、先にディスチャージし終えた側のレギュレータに逆電圧がかかってしまうことがあります。 このダイオードを入れておくことでダイオードのVf分の電圧でリミッターとなり保護されます。
同様に電源ONの瞬間も+側と-側の立ち上がりかたに差があるときの逆電圧から保護する役目をはたします。
投稿: たかじん | 2022年5月 3日 (火) 22時21分
たかじん様。
こんばんは。
なるほど!
大変良くわかりました。ありがとうございます。
Vfの低いSBD等が有利と言うことですね。
では、今後ともよろしくお願いいたします。
投稿: さとち | 2022年5月12日 (木) 19時36分
さとちさん
データシートにクランプダイオード=SBDを付けてくださいと書いてあるものは「逆電圧に弱い」 とも読み取れるため、慎重に取り扱う必要があるとも言えます。
そういうときは、±電源のバランスが崩れることがない場合においてもSBDを付けておく方がよいと思います。
投稿: たかじん | 2022年5月13日 (金) 21時26分