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2021年1月29日 (金)

MUSES72323 電子ボリューム基板

この基板は昨年の10月くらいに作っていたのですが、プログラムの作製を少々サボっておりました。ごめんなさい。

別の基板を作ったり、HPA-1000のキット用のマニュアル作成などしていたためです。

Muses72323_aa
  < デバッグ中のMUSES72323ボリューム基板 >

いま、ちょうどAK4490基板を基板屋さんに発注したタイミングで時間が取れるようになったのでサクッとファームウェアを作ってみました。

 

マイコンはいつものPICです。32MHz動作できるミドルレンジのPICではあるのですが、可能な限りノイズの発生を抑えるためクロックを1MHzにし、内部ハードウェアを極力停止するように設定しています。実測した動作電流は1mAを下回っています。LEDの電流が5mA程度ということを考えると消費電流の低さが解ると思います。

 

 

回路構成

Muses72323_ac

基本的にはMUSES72323のデータシートの制約を守ってDCを入力と出力でカットしました。

 

 

使用するOPAMPは1回路入り

何となく豪華そうなイメージがある1回路入りオペアンプですが、高級にするのが目的ではなくオフセット調整が可能なので採用しました。

動作確認はNE5534で行なっています。NE5534やOP07、OPA627のように1-8pinでVcc+側へ可変抵抗を接続するタイプなら調整できると思われます。

Muses72323_ad

実際にNE5534でオフセット電圧を測定してみると、

調整用の半固定抵抗を付けない場合において左右とも-0.32V程度のオフセットがありました。

半固定抵抗を付けてDCオフセットを調整してみると、想定よりもかなりシビアで±10mVに抑え込むのが限界のようです。半固定抵抗を100kから20kくらいにするともう少し調整しやすくなるかもしれませんが、±1mVを目標にしていたので微妙ですね。

MUSES72323のデータシート通りオペアンプの出力側でもDCカットするのが最善策なようです。この基板は出力側にカップリングコンデンサを付ける場所がありませんので、アンプ入力部にてDCカットしてください。


使用方法はPGA2311電子ボリューム基板と同じです。

 2ch信号入力
 2ch信号出力
 Bカーブ可変抵抗による音量指示
 電源入力は標準で±24~17V程度

シャントレギュレータを搭載してMUSES72323用の±15Vを作っています。MUSES72323は±10Vまで動作できますので、定数変更すれば±12Vくらいまで使用可能と思います。

Muses72323_ae
 < 縦軸が減衰量、横軸が指示ボリュームの値 0~1023 >

ボリュームカーブはオーディオ用のAカーブに似せたこの方式です。全領域で0.5dBステップになります。全体ゲインは幾つか設定できるようにしたいです。現状は0dBと+9dBの2つ。

 

Muses72323_ab

 

さてさて、

エージングを兼ねて少しの間、実際に使ってみようと思います。特に不具合がなければこのままの基板で少数枚はリリースできる可能性があります。

 

 

余談ですが、ユニティーゲインにて使用できないOPAMPは発振する恐れがあるので使わない方が無難と思います。なお、JFET入力タイプのオペアンプを使用すれば入力バイアス電流が無視できるくらい小さいのでDCカットしているPMLCAPをバイパスできると思います。


0.65mmピッチのICの半田付けが必須ですので、上級者用の基板になります。

 

 

 

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電子ボリューム」カテゴリの記事

コメント

大昔配布していただいた72320電子ボリューム基板を
どれに流用しようかと思っておりましたところに、
こんな魅力的な企画が公表されるなんて余りにもタイミングが良すぎです。
ICのお値段も72320より数百円高い程度ですね。
72320の引っ越しは中止としますか。

正式リリースを楽しみにしたいと思います。

秋月電子の72320電子ボリュームが余ってしまい、それを使うべくアンプを組み上げていたんですが、上級者半田付けが必要なボリューム基板にも色目を送ってしまいそう。

72323はリリースされないのかと思ってました。
パワーアンプに使ってみたいです。

たかじんさん、質問があります。

今回の電子ボリューム基板に関連して
セレクト回路基板や多連ボリューム化のサブ基板の計画は
ございますでしょうか。

特に多連化のサブ基板が気になったりします。

たかじんさん、

私は、また、基板のみ配布を希望します。

チップ抵抗、コンデンサーも未実装でしょうか?
チップ部品のはんだ付けって難しいんですよね。

ついに72323基板が!
ちょうどOPA627が手元にあるのでJFET版作ってみたいですね。

ところで、VFA-01やMUSES03版ALX-03といったJFET入力アンプとの接続であれば、出力側のコンデンサも省略できるんでしょうか。

sawanoriichi さん

72320電子ボリューム基板と今回の基板とでは、機能が違っていますので上位互換という訳ではありません。
今のところ、入力セレクタや多連化は考えていないのですが、PGA2311かMUSES72323で多連ボリューム(バランスアンプ用)を作ってもいいかなと思っています。

Mosaku さん

今回は秋月電子で電子ボリューム基板を出してきていないようですね。MUSES72320の基板は良く出来ていたと思います。

くまさん

すみません。のんびりしていました。

AYOR さん

今回は、実装済み基板では出さないつもりです。チップ抵抗やチップコンデンサをどこまで付録するか悩んでいます。

DSKさん

チップ抵抗は1608サイズなので、ピンセットさえ使いやすいモノを準備すれば、ちょっと練習すると付けられるようになります。鉛フリー半田ではなく、共晶はんだを使うと更に楽になります。
ただ、0.65mmピッチのICは、そこそこ練習しなければいけないと思います。

zpさん

ALX-03はDCサーボ回路を搭載しているので、そこで出力のDCを抑え込めれば大丈夫かもしれません。
だめなら、コンデンサを入れるしかないです。
72323は、入力部でもDCをカットしなさいとデータシートにあるので、どこまでDCカットを取り払えるかは、今のところ未知数です。

多連ボリューム化にすごく興味があります。
ホームシアター用途を考えると8-16chくらい必要になります。

levi さん

16chとは壮観ですね。 MUSES72323は4つアドレスを持てるので8chまでは拡張できます。ストローブ信号を分ければ、さらに拡張もできます。
ただ、設定するのに何かしらの画面が必要そうです。

例えば、チャンデバで3WAYを個別コントロールする場合でも、ステレオで6chになりますので、需要はありそうな気がします。

MUSES72323 電子ボリューム基板(r.1.1)を制作させていただきました。

配布基板はMUSES72323の29番ピンにC17の+側が接続されているので
製作記事中の「電解コンデンサの極性ミス」云々は
必要ないのではないのでしょうか?。

また、NJRC NJM5534Dで動作させましたが
回路図中のNOTUSEとなっているR11,R12は必要と思います。
(当方はこれがないと動作しませんでした)

快調に動作しています。

Ban さん

> R11,R12は必要と思います。

電子ボリューム基板へ供給する電源のGNDと信号系のGNDとが繋がっていない場合はR11,R12を付けると良いですね。(もしくは電源側のGNDを接続する)

C17は、反対側の接続がGNDか-Vかで極性が変わってきます。 この基板ではGNDに接続したのでデータシートと極性が逆転しています。

電源リップルが多い場合はデータシート通りに-Vへ接続した方が良いと思われます。この基板では基板内にレギュレータがあり、電源リップルは無視できるほど小さいのでGNDでも支障はありません。(極性間違えだけ)

遅まきながらこの基盤を見つけました。
今はHPA-12にPGA2311 電子ボリュームで運用しています。
こちらも試してみたく製作を検討していますが、
肝心のmuses72323が秋月で在庫切れで納期も未定とのことでした。
世界的な半導体不足の影響かもしれません。
どこか売ってないでしょうかね。

JJさん

MUSESシリーズは個人で買える商流としては秋月しかないと思われます。

MUSES01などのオペアンプはヤフオクなとでも出ていますが偽物が混じっているため要注意です。秋月の袋と説明書が写真に写っていてもオペアンプが偽物という悪質な業者がいるらしく、厄介です。

残念ながら秋月に納品されるまで待つしか手段がありません。

今更かもしれないですがマウザーで在庫が復活したようです。

https://www.mouser.jp/ProductDetail/NJR/MUSES72323V-TE1?qs=sGAEpiMZZMv0NwlthflBi8xULR1rBBIilIiccf0vYpU%3D

ですので、もしかしたら近いうちに秋月でも復活したり...なんてことがあるかも?

なまむぎさん

おぉぉ。 情報ありがとうございます。 秋月でも発注していると思われるので、そのうち在庫復活すると思います。

MUSES72323を急ぎで欲しいひとはMouserですね。

DigiKeyにも出てますね。 ちょっとだけ高いですが。

天 婦羅夫さん

ほんとですね。 こうやっていくつかの販売店の価格をみると、秋月電子の価格もボっていた訳じゃないって分かりますね。 デジキーのMUSES02価格は、ちょっと酷い。。

秋月にNJU72343(8チャンネル独立制御型電子ボリューム)なるものがありますね。
「マルチチャンネルオーディオ機器に最適です」って。
MUSESじゃないんですごく安いですね(笑)

天 婦羅夫さん

確かに、全然価格がちがいますね。 MUSESシリーズはOFCリードを使ったりと特別なプロセスを使用しているとは思うのですが、ここまで価格差があるとちょっと疑いをかけたくなってしまいますね。

ただ、他社の高級電子volumeもやはり価格が高いので、ATTの抵抗体とかで何かお金がかかる部分があるのかも。

たかじんさん、みなさん

MUSES72323 Audio Volume を作成中です。

C18, C19 の 10pF と部品表にあります。 回路図も 10pF です。

部品表のリンク先は、 https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-13312/ で、15pF のようです。 型番のところも CC0603N150J500 で、15pF のようです。

このリンク先の部品を使用することでよろしいでしょうか?

n'Guin さん

当初10pFにするつもりでしたが、秋月の15pFが手元にあったため、そちらで動作確認をしております。 この部品はセラコン特有の嫌な響きもでないため、そのまま15pFにしてあります。 容量的には10pF~22pFで大丈夫と思います。

よろしくお願いします。

たかじんさん

さっそくのご返事ありがとうございます。

安心して、リンク先の部品を利用して、作成して参ります。
今後とも、よろしくお願いいたします。

たかじんさん

上記に、定数を変更すれば、±12Vぐらいまでは動作可能とあります。
定数変更は、当然、電源部ということだと思います。

回路図を見ましたが、よくわからないところがあるので、質問させてください。

R1/R2 は電源電圧依存で、Vcc = 16V のとき、R1/R2は100Ωとの記載があり、回路図には R1/R2に 20mA との記載があります。 シャントレギュレータ後の電圧は、15V とありますが、100Ωに20mA 流した電圧降下は 2V になり、計算が合いません。 どこかに誤解があるのだと思いますが、ご教示いただけますでしょうか。

私が MUSES72323 基板を利用しようとしている電源は、DC Arrow と同等回路ですが、非安定化電圧が、おおよそ15.5V で安定後 12V程度しかありません。 非安定化から電圧をとって、シャントレギュレータ後ので動作電圧を±15Vから12V程度に落とそうかと思ってます。

n'Guin さん

おしゃる通り、16Vの時は電流値があいませんね。 20mAは目安です。 安定化された12Vでしたら、R1,R2をゼロΩにして、U1,U2のシャントレギュレータを外して頂いて大丈夫です。

非安定化電源からの供給でしたら、U1,U2の出力電圧を10~12V程度に設定(R3/R4/R5/R6)してあげれば電子ボリューム基板内で安定化することができます。

MUSES72323は、±10Vから±18Vでの動作が推奨されています。

たかじんさん

さっそくの回答をありがとうございます。
シャントレギュレータの設計をしたことがないので、回路例を理解しようとして、こんな質問をしてしまいました。いろいろ調べてみようと思います。

n'Guin さん

https://akizukidenshi.com/download/ds/njr/NJM7400j2.pdf
データシートに結構くわしく説明が書かれていますので、参考にどうぞ。

たかじんさん

恥ずかしながら、このデータシートを読んで、まだよくわからない部分があって、回路例から学ぼうとしているところです。
コメントありがとうございました。

n'Guinさん
たかじんさん

シャントレギュレータのアプリケーションノートを見つけました。
https://akizukidenshi.com/download/ds/njr/SHUNT_APP_J.pdf

あ、またやらかしてしまった。😿
名無しの権兵衛コメントは三毛です。

n'Guin さん

シャントレギュレータってあまり製作例が出てこないですからね。 昔のオーディオ機器ではちょくちょく出ていたと思うのですけども。
無駄に電流が流れていて発熱が多いなど「非エコロジー」な部分が嫌われているのだと思いますが、音の方は利点があるように感じています。


三毛にゃんジェロさん

ありがとうございます。 ともて分かりやすいと思います。 Rsの値の決め方ですよね、重要になってくるのは。

三毛にゃんジェロさん たかじんさん

資料をありがとうございました。
Iref がよくわからなかったのですが、三毛にゃんジェロさんの資料から、データシート上の標準値でよいことや、それに対して影響されない程度のバイアスを流しておけばいいことがよくわかりました。

現在、AV & Multi-Ch Audio に使っているサブウーファを、ステレオでも使うべく、ローパスフィルタを作成しています。 サブウーファは2台あるので、左右両方のチャンネルに付加できます。 これが使えると、雰囲気感がよくなるので。

電源は、お気楽さんの基板を使って、DC Arrow と同じ回路で±12V を作成しています。 とりあえず、MUSES72323 電子ボリュームのシャントレギュレータを使わずに作成してみようと思ってます。 その代わり、各基板ごとのパスコンは、KZ 330μとおごることにしました。 うまくいくといいなぁ。

n'Guinさん

>サブウーファは2台あるので、左右両方のチャンネルに付加できます。

ですよね〜。低音は指向性が低いからサブウーファは1台というのが一般的ですが、本当にステレオ感を無視していいのかと常々疑問に思っているところ。
昔の録音にはベースが左か右に極端に寄っているものもあるので、制作者の意図を無視した音場は意味があるのかと。

ま、そんな理由からサブウーファは使ってませんし、低音が欲しけりゃトーンコントロールでbassをブーストする方がずっとマシだと考えてます。

n'Guin さん

DC Arrow と同じ回路であればシリーズレギュレータになりますので迷わないと思います。

三毛にゃんジェロ さん

私もそう思っていました。 サブウーファーは1個だけでOKと言っているのは誰が言い始めたんでしょうかね。 ドルビー5.1chサラウンドあたりからだとは思うのですが、映画用のフォーマットと、いわゆる2chステレオがごっちゃになっているようにも感じます。

三毛にゃんジェロ さん
たかじん さん

> サブウーファは1個で十分
 十分というより、おけなかったというのが本当のところではないかと思います。 50年ぐらい前(私が十代のころ)だと、Fostex 80cm ウーファを押し入れにはめ込んだり、屋根裏に仕込んだりなんてのが雑誌によく紹介されていました。 今でも手に入るようです。( https://www.fostex.jp/products/fw800hs/
 たかじんさんが解説してくださった AST なんてのは、当時はありませんでした。( https://nw-electric.way-nifty.com/blog/2018/07/post-8dbc.html


 私の場合は、SACD multi ch と AV も装置を持っていて、YAMAHA CX-A5100 (AVプリ)がリファレンスのCDを鳴らし切ったので、2ch オーディオが吸収されてしまったときに、2ch のソースを 2.2ch(サブーウーファ2台)で聴いたときに、超低音の方向性に気が付きました。
 たかじんさんのおかげで、2chオーディオが復活しましたが、こっちでも、サブウーファも使いたくなってるわけです。


> 低音が欲しけりゃトーンコントロールでbassをブースト
 Bass Boost なら、Linkwitz Transform をやってみたいとも思うのですが、これをやろうとすると、ある程度大きな密閉型のスピーカーと、50W 以上のアンプが必要になります。  誰か、小さなスピーカーでやってみてくれないかなぁ。 
 寝室では、HPA-1000 をミニアンプとしても使ってます。 スピーカは、Tangent Evo 4 & Evo 8 (サブウーファ1台) です。

n'Guin さん

色々と使っていただき大変光栄です。

Fostex 80cm ウーファ。。。 カタログでしか見たことないです。 検索したところコイズミで売っているらしい。
https://shop.koizumi-musen.com/?pid=17376853

30年以上前のオーディオ誌には、オーディオルームが写真付きで載っているものがありましたね。 地下室からロードホーンを敷いて(?)地上階のオーディオルームに導かれているのを見て、憧れたものです。

> 2chオーディオが復活しましたが、こっちでも、サブウーファも使いたくなってるわけです。

やはり低域側の帯域の広さですかね。 私は、オーディオ的な楽しみのひとつとして低域再生はかなり重要と考えています。 現実のオケとかをホールに聴きに行ったとしても弦バスの音がCDに録音されているような量感では、まず聞けないですが(席による?)、自宅のオーディオセットとかヘッドホンなら(お金をかければ)実現可能です。 まあ打楽器の瞬間的な音圧は逆に無理ですけどね。

たかじんさん

> 現実のオケとかをホールに聴きに行ったとしても弦バスの音がCDに
> 録音されているような量感では、まず聞けないですが(席による?)
おっしゃる通りで、席によって聞こえ方がまるっきり違います。

ベルリンフィルのコンサートが配信にて、特等席で聞けちゃう・・・・。 最近は、Dolby Atmos での配信が増えており、自宅で臨場感あふれるコンサートが聴けてしまいます。 
https://www.digitalconcerthall.com/ja/concerts

n'Guin さん

> ベルリンフィルのコンサートが配信にて、特等席で聞けちゃう・・・・

確かに。。 予想もしていなかった素晴らしい時代になりましたね。

Dolby AtmosをデコードしようとするとAVアンプが必須ですよね。 あ、でもPCやスマホでもできるのかな。

私も電子ボリューム基板を購入したいですが、足のピッチがちょっと。前回は秋月の電子ボリウムを使いましたが、今回は秋月では出ていません。ネットで調べるとラジオデパートの海神無線で完成品が売っています。出力のオペアンプで値段は違いますが高級品はMUSE3を使っています。ただ問題は値段です。3万円します。通販はメールや電話でして欲しいとのこと。作る楽しみは無くなってしまいその上高いです。ただどうしてもと言う人のために、コメントしました。

KAZUO さん

MUSES72323の半田付けはレベル高いですからね。 秋月電子では基板を出してこないようで、残念です。 MUSES72320の時は大盛況だったと思うんですけども。

EVRシリーズ電子ボリュームはMUSES72320の時からわりと目立つ存在でした。 価格なりの高価な部品が使われているので、音質的にも期待できるのではないでしょうか。

アルプス電気のRK50の2連ボリュームが1個で8~9万円することを考えると3万円でも使用される方はいらっしゃると思います。

https://www.mouser.jp/ProductDetail/Alps-Alpine/RK50112A0004?qs=YMSFtX0bdJBI8HSVYRVKjw%3D%3D

たかじんさん

え、ALPSのRK50シリーズって、そんなに高いんですか。🙀
庶民には手の出ない値段です。😿

三毛にゃんジェロさん

価格上昇しました。 3年ほど前は5万円くらいだったような気がします。 それでも十分高いですけども。。。

>アルプス電気のRK50の2連ボリュームが3年ほど前は5万円くらい

電即納(ほぼ直売所?)だと1pcs ~ ¥58365.76の様です。100K2連だけですが。納期未定ですし。
要見積品はもっと高額でしょうね。
最初発売された時は¥40000位だったような気がします。

https://www.zaikostore.com/zaikostore/cStockSpecList?cid1=ct100028&cid2=ct200617&pv1=ALPS&pv2=RK501%E3%82%B7%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%BA&pv4=2%E9%80%A3

onajinnさん

検索すると4万円台というのも見つかるので、上昇したのは間違いないですね。

いま5万円ならお買得なのかもしれませんが、なかなか手軽に買えませんね。

有名どころでは、ナグラの高級プリアンプがRK27のモーター付きを使用していますので、使い方次第ってところも大きいと思います。

無事に完成しました。チップ部品で、製作した事がなかったので、練習で、PGA2311を
練習のつもりで製作しました。チップはんだ練習用の物は2012サイズだったので、中級用の電子ボリュームで、練習しました。やはりチップ抵抗やコンデンサのはんだが難しく動作はしたものの、抵抗やコンデンサが斜めになったり、抵抗表示の向きがバラバラでした。
ですので、2度目は体裁まで考えて製作しました。ピンセットを買い替えて製作した結果、まずまずの出来でしたので、この電子ボリュームに挑戦しました。CRは前もって練習しておいたので、問題はICのはんだ付けでした。基板がコンパクトなサイズなので、小型の反作用ピンセットで、固定し吸い取り線で、ブリッジをなおしルーペで3-4回IC周りを確認して無事完成しました。トラブルが起こったOPAMPはOPA134で、OPA627は正常に動作しました。

KAZUO さん

完成おめでとうございます。 チップ部品は初めてとのことでしたが、これらの半田付けができるのでしたら上級レベルと思います。

確かに、基板が小さくて動いてしまいますね。 私は重しを置いて動かないようにしながら作業しています。 

OPA134は不具合がでましたか。 MUSES72323の構成の場合は、OPAMPのNFBループにもIC内部を通すことでゲインを可変しているのですが、すべてのOPAMPで問題がないかというと、そうではないですね。
OPA627は大丈夫とのことで良かったです。

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