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2022年7月29日 (金)

SMR-01の抵抗の選び方

上下対称差動アンプSMR-01は、反転増幅回路を採用しているため、入力抵抗(R1)が少し高めで、帰還抵抗(R2)はもっと高くなっています。

実は、この2本の抵抗の「種類」で音質がけっこう変わることが判っています。つまり音質を好みに近づけるには抵抗選びが重要になってきます。

Smr0a

    < 簡略化したSMR-01の回路 >

 

たった2本なので凝った抵抗を積極的に使う楽しみがあります。

Register00

こんな具合で色々な抵抗をテストしてみました。音質が良いとされてきた入手困難な古い抵抗も試しています。

 

R1、R2の抵抗値でアンプのゲインが決定されます。R1=4.7kΩ、R2=100kΩが標準です。

 ゲイン=R2/R1100k/4.7k = 21.3倍[26.6dB]
 ゲイン=R2/R1150k/4.7k = 31.9倍[30.1dB]
 ゲイン=R2/R1 = 200k/4.7k = 42.6倍[32.6dB]
 ゲイン=R2/R1
=  33k/1.5k  = 22.0倍[26.8dB](低ノイズ設定)

動作が安定しているため、ある程度の範囲で抵抗値を選択できます。左右の抵抗値の差は1%以内に合わせてください。ゲインが30dBを超えてくると少し明るめで開放的な印象になります。また、音質的にも動作安定性的にも25dB以下に下げない方が吉です。

R1は前段の負荷にもなるため安易に抵抗値を下げると前段の歪みが増えてしまいますので1kΩあたりが下限と思います。

 

 

参考になるかどうか分かりませんが、ざっくりとした感想を書いておきます。エージングは数時間程度と短めです。

 R1、R2 <== 入手できた抵抗値  タクマンでも売切れが多い

 ※一部の抵抗はR2のみ評価しています。

 

タクマンREY25

 5.1k  110k  暖かみのある音。太い。中音域は自然。聴きやすい音調。超高域が僅かに抜けきらない。

 

ススムRE55

 5.1k 120k  落ち着いている音調だけど見通しが良い。中音域は前面に出てくる。ボーカルの生々しさが素晴らしい。高域はややマイルド傾向。

 

フラット電子RF 1/4w

 4.6k 105k  音が硬い。金属系のキラキラ感があるが解像感は逸品。長時間聴くとうるさく感じる。

 

KOA金皮 1/4w(秋月)

 4.7k 100k  低域が少し細い。奥行き感があるけど高音域が賑やかで疲れる。

 

利久金皮RO 1/4w(旧・秋月)

 5.6k 120k  解像感は低域から中音域にかけて十分。中高域は自然体。ボーカルは引っ込み気味だけどキレイ。

 

アルファ FLC

(ススム5.1k) 100k  中高域の解像感の嵐。低域が引き締まってゆったりさが足りなく感じる。嫌味な音が全くない妙な心地よさ。

 

古い炭素皮膜 1wくらい

(ススム5.1k) 200k 低域が太くて量感があるが芯が弱め。中高域の印象薄いけど音楽全体のまとまりは良い。

 

酸化金属皮膜 2wくらい 

(ススム5.1k) 120k 抜けが良い。低域は僅かに控えめだけど、中高域は伸びやかで生っぽさもいい。クラシックはこれでいいかも。

 

カーボンソリッド抵抗 1/4wくらい

(ススム5.1k) 330k/2 暖かくやわらかい。極低音がきこえない。まろやかで心地よく睡眠導入剤のよう。ひずみ感がまったくないけどアタック音もない。

 

 

私の主観がたっぷり入ってしまいましたが、この中で気に入ったのは、ススムRE55、タクマンREY25、酸化金属皮膜(メーカー不明)です。

 

 

高域の解像感を重視したい人は、エミッタ抵抗(R26、R27 0.22Ω)を変更するのも手です。

Dale_ns2b

金属プレート抵抗であるMPC74は落ち着いた音で、無誘導巻きの巻線抵抗であるデールNS-2Bは高解像度な音。これらと上記R1,R2との組み合わせで印象が変わってきます。ゆったり聞くならMPC74の方がおすすめです。

無誘導抵抗についてはこちらで書いていました。

 

 

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パワーアンプ」カテゴリの記事

コメント

一刀両断的な評価や単調な表現多い中で、たかじんさんの実機での分析的評価は大いに参考にします。とは言え高価格に惑わされて、R2をVISHAY無誘導金属箔抵抗VSR 50KΩ×2(シリーズ)、R26&R27をCaddock パワーフィルム 抵抗器 0.2Ωにしてみる予定です。前者は使用目的失念で部品箱の肥しになっていたもの、後者は一度使ってみたかったので。
※SMR-01基板いつのまにか頒布開始されていましたので早速PRT-01と共に購入しました。補充をされたほうが。今、残1になっています。

こんにちは。

些細なことですが、ススムの「124」は、120KΩのことですよね(^^;
(まあ、実際には124KΩ位の値を示すものがあるかも知れませんが)

SMR-01、PRT-01、PRT-02は残ゼロになってます。
ついでにVFA-01が残ゼロ、ALX-03が残1になりました。

近頃、秋月の抵抗(リード部品)はFaithful主流で、それも1/6Wタイプの1/4Wばかりです。
以前買った頃はこんな状況は想像もしてなかったので、メーカーとか無視でごちぉごちぉにしてましたから、どれがKOAでどれがタクマンかわからなくなりました(汗
色も似てるし…

たくさんの抵抗の音質評価、とても参考になります。
どんなスピーカーと組み合わせるかで好みは分れてしまうかもしれませんが。
これにコンデンサーの組合せを入れると、何がなんだか複雑すぎて(笑
とにかく音が変わることは確かで、メーカーはアンプの音を仕上げるのは相当な苦労があると推察されます。
我々は勝手な印象や思い込みも入るので、慎重に判断しなければならないと思っていますが・・・・・ついつい(大笑

onajinnさん

高級抵抗で攻めまくりですね。上の音質比較は、簡易的にソケットで差し替えて行なったため、参考になるかどうかちょっと不安です。
記事では書きませんでしたが、初段の負荷抵抗の1.5kΩも影響力がソコソコ高いと思います。

基板、近日中に補充いたします。


えふさん

ご指摘ありがとうございます。単にミスタイプでした。


天 婦羅夫さん

げげげ 普段は殆ど売れないパワーアンプ基板がそんなに売り切れるとは。
VFA-01、PRT-02はリピートしないと手持ち在庫がありません。


マイペースさん

確かにコンデンサーも含めるとカオスですね(笑)
おっしゃる通り、スピーカによる聞こえ方の影響が甚大なのと、人の好みも加わるため正確な判定は難しいと思います。

今回のR1,R2は信号が直接流れる部分でアンプの傾向そのものを左右する重要なポイントです。
でも2本だけなので、いくつか試して1番気に入ったものを使えばいいかな、って考えています。

ダークホースは2w酸化金属皮膜です。1本20〜50円くらいと安いですし。

たかじんさん

私は、音響用は、電子工作始めた頃のHPA-12がBispaの金属皮膜LGMFSA50だったので、ずっとそれ一択になっています。5本から買えて送料もお安いという入手性の良さが理由になっています。低ESRコンデンサやECPU、ECHUも置いてあり一緒に買うことが多いです。たまに無い抵抗値があり、その時は共立エレショップでREYを仕入れています。抵抗値が揃っていることと、1本から買えて送料が安いので助かっています。

今度機会があれば、ススムRE55を使ってみたいです。

たーきーさん

ビスパの抵抗もいいですよね。独自路線を行くラインアップで差別化出来ていると思います。

私はヘッドホンではついつい大音量で聴いてしまうため、大人し目な音調の部品を選んでしまいがちですが、使う人の好みで選べるところが自作の最大の利点だと思います。

ススムは製造中止から時間が経っているので1kΩから47kΩくらいでよく使われる抵抗値が売り切れています。
ただ、SMR-01は、ある程度の範囲が許容出来るので、どうにかイケるかもしれませんね。

最近はタクマンも売り切れが多く、欲しい抵抗値が手に入りにくくなっています。早く解消されて欲しいものです。

たかじんさん、みなさん

たかじんさんの各種抵抗の音質評価を読ませていただき、たいへん参考になりました。
地元のパーツ屋だと、酸化金属皮膜も含めて KOA一択です。 これまで、Sabreberry32 を始め、たかじんさんの推奨でタクマンを取り寄せて使った経験からは、たかじんさんの評価通りと思います。 ススム RE55 は懐かしいです。 LF357を使ったフォノイコライザー、フラットアンプに使ってました。捨てなければよかった。

私はヘッドホン初心者です。 HPA-12 のA級ミニアンプ(初段2SK170、抵抗はKAO)で聞くと、ヘッドホン(HIFIMAN Edition XS)でもいい感じに聞こえます。おとなしめの初段と相まってワイドレンジ感があるのかもしれないと思いました。 

n'Guinさん

HPA-12ではKOAの金属皮膜抵抗を使ってあれこれ調整したため、KOAで特に問題ありません。 90年代のラジカセからミニコンポ、中級機までのオーディオ製品にもKOAの小型カーボンが多用されていたと思います。90年代の後半、生産が海外に移管されてからは不明です。

タクマンのREY25とKOAの金属皮膜の色が似ているので、区別ができなくなるという話もありますが、磁石にくっつくのがKOAです。 タクマンは非磁性体にこだわって作っているようです。その辺で音の聴きやすさに違いが出るのかもしれません。

ススムの抵抗は賛否両論あるみたいですね。100kΩのように高い抵抗値で音質を比較する人は少ないと思いますが、私は大変気に入りました。

全部を高級抵抗にするのは大変ですけども、このアンプのR1,R2のように局所的に使うだけなら、何とかなりそうです。

うちのKOAで試してみました。
どうもリード引き出しの口金(?)部分が磁石に反応するようですね。
Faithfulも同様でした。

タクマンはピクリともしません。
大分前に買ったタクマンだと思ってたのは全部KOAでした…

天 婦羅夫さん

現在の標準品タクマンRLCは磁石にピッタリとつきます。
DALE(VISHAY)CMF55も昔は非磁性でしたが最近入手したものはくっ付きます。こちらも見た目だけでは区別できないようです。

onajinnさん

RLCは少量しかないので確認しませんでしたが、鉄系なんですね。
コストダウンものなんでしょうか、

抵抗器による音の変化、不思議ですよね。
抵抗器の非理想的な特性としては、電流雑音、2次歪、3次歪などがあります。
2次歪は、抵抗器が対称にできていないことが要因で、電流による温度変化が両端で同じでなく、熱起電力を発生することによる場合が多いようです。f特を持ち、モデル化はあまり簡単ではありません。
そして、2次歪は同じ抵抗を逆並列もしくは逆直列にすることにより、相殺させることができます。個人的には、その音、好みです。
逆並列や逆直列にすると、3次歪も小さくなりますし、電流雑音も減りますので、2次歪の効果を検証する場合は、順並列や順直列と比較する必要があります。
抵抗器のスリット、真ん中で切ってくれるといいのにな。

天 婦羅夫さん

あらら。 ほとんどKOAでしたか。 Faithfulの抵抗はどうなんですかね~ 1w品はいくつか買っているのですが、積極的には使っていません。


onajinn さん

なんと。DALE CMF55 も非磁性体ではなくなてきているとは、知りませんでした。

関係があるかどうか分かりませんがここ2年くらいで銅の価格が数倍に跳ね上がっていて、材料を確保するのも難しくなってきているようです。
基板に使う銅箔ですら入手しにくくなっていて基材の価格高騰が激しいらしいです。
為替レートで高くなっているのと、世界的に銅価格が上昇しているのとで相乗効果が半端ない。


フルデジタルさん

確かに、抵抗による音の変化って不思議ですよね。

熱的な歪というか変調は昔から言われていますね。温度で抵抗値が変化するので現象としては理解しやすいと思います。 1/2wで足りるところを3w品や5w品を使うことで音が良くなるというのは真空管アンプの時代から多くの人に支持されてきた現象です。

雑音に関して言えば、材料によって特にフリッカノイズ(1/fノイズ)に差が出ることは実測して確かめられるようです。
http://flip-flop.world.coocan.jp/audio/AMP/noise/noise1.html

また、強磁性体が材料に含まれていると、ヒステリシス特性により3次歪として現れる可能性があります。

音が変わるのが判るというのは、それら歪や雑音が人の耳で判別可能なレベルで起きているという事なんでしょうね。

電流ノイズ(1/fノイズ)についてです。
電流ノイズは熱雑音とは違った特性を持っていて、熱雑音の大きさは抵抗値により決まりますが、電流ノイズの電圧は抵抗体の体積の平方根に反比例します。なので、同じ抵抗を2パラ2シリーズにすると、電流雑音の電圧は半分になります、
ご指摘のように抵抗体の材質によっても大きく変化し、リード型の抵抗の場合、厚膜金被とカーボでは有意な差は見られませんが、薄膜金被はグッと小さくなります。チップ抵抗でも薄膜は電流雑音が小さいのですが、厚膜(メタルグレーズ)はとても大きいです。
困ったことに、半固定抵抗の場合、サーメットもカーボン(おそらく樹脂で固めてある)も厚膜チップ抵抗並みに電流雑音を発生させます。定量的に問題のない大きさであれば良いのでしょうが。
ボリュームの場合、多くのカーボン抵抗(これも樹脂で固めてある?)も導電性プラスチックも大きな電流雑音を出しますが、一部のカーボン型は相対的にかなり小さいです。
熱雑音は加法的に作用しますが、電流雑音は乗法的に作用します。そのせいか、電流雑音の聴感に対する感度は低いようです。

フルデジタルさん

おっしゃる通りですね。何年か前のトラ技におじさん工房さんが抵抗の熱雑音をスペアナで測っていました。はっきり覚えていませんがカーボンと金属皮膜とで随分と差が出ていたと思います。測定して違いが明確に出るなら、音が違うというのもうなづける話で、オカルト(疑似科学)ではないと言えますね。

可変抵抗の場合は、どちらかと言うと摺動子に電流を流すところでの差が大きいような気がします。 つまり使い方次第。 音量調整に使うときは、受け側インピーダンスを高く保つほうが良い。

あ、でも抵抗体の断面積で効いてくるという部分は、ボリュームサイズが大きい方が音が良いというのと一致しますね。 9型ボリュームより16型、27型、40型、50型ボリュームと大きくなるにつれて高級というのと完全に一致して、納得できます。

たかじんさん
横から失礼します。

摺動型可変抵抗では、設定した経路抵抗値に対する接触面状態と見掛け接触面積による抵抗値の相対的な寄与度の問題が大きいように感じられます。
現象を可視化把握できる熱の知見からのアナロジーなんですが、固体内移動現象に比べると接触移動現象は複雑怪奇ともいえるように思います。

体格の大きな可変抵抗器では、経路抵抗における接触抵抗分が相対的に小さくなるので有利だろうな、と想像しております。
よって、コストの見合う範囲でアルプス27型を好んでいます。電子ボリュームは高いので使いまわし(笑)。

こんには、SMR-01を購入した者です。
電源電圧に応じて抵抗値を選ぶR8,R9のところは、3.4mAの定電流ダイオードに置き換えても動作するのでしょうか?

定電流ダイオードの方が電源リップルなどの影響が減ると考えていますが、何か意図はあるのでしょうか?

sawanoriichi さん

確かに、摺動ブラシの本数は、大きな外形のものは多数ついていますね。しかも錆び防止のため、接触面にはグリス(オイル?)が塗布されていて、その辺の経路が複雑なのは想像に難くありません。
各種接点問題もしかり。

おっしゃる通りRK27は非常に優れたボリュームと思います。 ただ、今回のSMR-01はアンプ側の入力抵抗が5kΩと低いため、RK27の本領が発揮できていません。 これは摺動子に流れる(交流)電流が多いことに起因するのではないかと考えています。

東京高音電波の説明だと、全抵抗値の10倍以上の値で信号を受けてくださいと書いています。50kのボリュームなら500kΩ以上の入力抵抗のアンプで受ける必要がある。と。

AAAさん

鋭いご質問ですね。 ご想像の通り、R8,R9を定電流ダイオードに置き換えても動作します。その方が電源電圧に依存する部分が無くなるというメリットもあります。

SMR-01の狙いは、回路の単純化にあり、アクティブ素子による定電流回路を排除するという部分がありました。そのための反転増幅でもあります。

実際に、抵抗1本と、定電流ダイオードを比較されてみても良いかもしれませんね。

初段差動回路の定電流部が音質へ影響を及ぼすことは良く知られていて、定電流回路の構成をどうするかで悩むことも多いと思いますが、抵抗1本という究極の単純化により、その悩みから解放されます(笑)

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