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電子工作

2016年9月13日 (火)

鎌ベイアンプ・メーター改造その3(終)/プリアンプの簡単製作

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・はじめに、いつものことですが本改造により生じたことに関して、当方は一切関知しません。

・鎌ベイアンプ2000 rev.B SDAR-2100-BK (以下鎌ベイアンプ)のメーター改造の最終回です。

 

先にVUメータの対数アンプを追加してメーターがとてもよく振れるようになりました。

さて、すろーぐっちの音源はMP3プレーヤー「SUNDISK e130」なのですが、電源投入時の音量が小さい。同プレーヤー付属のボリュームで音量を上げる必要があります。毎回、これは面倒くさい。

 

手持ちのデジタルアンプ「Lepai LP-2020A+」をつかって音を出すと、十分な音量を得られることから、「鎌ベイ2000」と「LP-2020A+」の内部系統を比較しました。

 

結局、鎌ベイ2000はパワーアンプの前段のプリアンプ部分のゲインが足りないようです。

そこで、プリアンプを追加することにしました。回路は、これも前に作ったヘッドホンアンプを流用し、ゲインは11倍。

 

プリアンプの挿入場所は図のとおり。また、プリアンプの出力を対数メーターアンプに接続しました。

これで、鎌ベイアンプの入力レベル(11倍しているけど)をモニターします。
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・つきに、プリアンプの回路図とP板実体配線図を示します。

「02__p.doc」をダウンロード

 

 

・また、鎌ベイアンプのTONE CONTROL回路と改造図を示します。

改造図はTONE CONTROL部を見たままの部品配置で書いてあります。なお、プリアンプ、対数メータアンプおよび鎌ベイアンプ間の配線図も以下に示します。

「03_tonecontrol_.doc」をダウンロード

「04_.doc」をダウンロード

 配線材は手持ち品を流用しました。

本当は、ステレオチャンネルのLRを示すもう少し分かりやすい色にしたかったんですが。手持ちの配線材が底をついてきました。

 

 

・完成図

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向かって、左側がプリアンプ、右側が対数メータアンプです。

プリアンプの取付けですが、対数メーターアンプと同様です。

前面のコントロール基板に腰掛けて、裏面は向かって左後ろ角に10mmの支柱にネジ止めしています。支柱だけでは少し高さが足りないので、ナットをひとつ入れて調節しています。

なお、これだけでは、支えが不安定なので、腰掛部分に両面テープで貼り付けました。

 

 

・最後に対数メータアンプの出力抵抗の変更

メーターの振れを見て、現在は対数メーターアンプのL-channelの出力抵抗R5470Ωを2.2KΩに変更しています。R-channelのほうも同様です。

・感想

・プリアンプ追加のおかげで、MP3レコーダーの電源投入時に十分な音量が得られました。

通常は、ボリュームの位置は10時方向にセット。

ちなみに、鎌ベイアンプのボリュームをフルにするとうるさいくらいの音量です。ただしホワイトノイズが聞こえます。ボリュームを12時方向に絞るとノイズ消滅。

また、この状態でMP3のボリュームを上げると、やはりうるさい。ついでに、この時のホワイトノイズは聞こえません。つまり、鎌ベイアンプのボリュームを上げすぎるとノイズレベルが無視できないことになります。MP3プレーヤーのSN比は優秀です。配線を引き回すハンドメード回路追加の限界なんでしょうね。

 

・初心に帰る・・・年金生活は省エネで!!!

 最近、近所にある小さな診療所の待合で、いい音が聞こえてきました。電源線だけしかつながっていなかったので、不思議に思って、調べてみると、SONY HDD HAP-S1なるオーディオプレーヤーシステムでした。HDDに大量に音楽を溜め込んでジュークボックスみたいに音楽を聞けます。もうずいぶん前から、この手の商品が出ていることが分かりました。 これがきっかけで、簡単なパーソナルジュークボックスにいくつかの作り方があることを学びました。①SONY製品のような単体型、②パソコンのジュークボックス化、③MP3プレーヤー+ステレオアンプ(すろーぐっちのはこれです。)
さて、下記は3つのジュークボックスの消費電力比較です。HAP-S1は装置の仕様表から抜粋、他は実測です。便利な機能面比較は除外です。また、便利な機能面比較は除外です。
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 リタイアー後、できるだけ省電力のステレオシステムを構築して楽しもうという初心を思い出させてくれました。③はすごい省電力システムです。消費電力を気にすることなく安心して一日中聞いてられます。音楽をいろいろ楽しみたいので、容量アップのために、MP3プレーヤーを換装することにしました。

今のMP3プレーヤーが512MBで、換装予定品は8GBですから、16倍のメモリー増加です。これで、小さなジュークボックスを楽しんでみます。

 

・このところ、急に朝晩しのぎやすくなってきました。しっとりとした秋の歌を聞く季節の到来です。

 

60年代の懐かしいスローバラード音楽を、メーターがビンビン振れるアンプで楽しみます。

2016年8月13日 (土)

鎌ベイアンプメーター改造その2/既設メーターアンプの簡単改造

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はじめに、本改造により生じたことに関して、当方は一切関知しません。また、本改造は、鎌ベイアンプ本体の背面側にあるANALOG METER切替スイッチを「INPUT」にセットした場合だけに関するものであること、アンプ自体も改良変更されているでしょうから、このメモも参考程度であることをお断りしておきます。(趣味でいじくるんですから、当然ですよね。)

 さて、鎌ベイアンプ2000 rev.B SDAR-2100-BK (以下鎌ベイアンプ)の中古を入手した。

本体既設のメーターアンプを利用して何とかメーターが振れる程度まで改造可能かテストした。結果は、それなりに振れるものができたので、メモを残しておきます。

1. 既設メーターアンプの確認と改造点

まず現状のメーター回路を確認したところ、オペアンプ1段の増幅回路と半波整流の典型的なVUメーター回路です。すろーぐっちの音源出力(MP3プレーヤー)では、下記の不具合があり、改造をすることにしました。
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改造のための回路図は図のとおりで、朱書きの部分が変更箇所で ( ) 内は既設部品の値です。
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改造は次の5項目です。

改造箇所を図中の○印で示します。
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①オペアンプの動作点が1Vなので、中点の6Vに変更する。R51k10kに変更。

(製造時の取付けミスで10k1kと間違えたか??? わざと動作点をずらして、半波リミッタの機能追加か??・・・?としても、このままでは出力波形が醜くひずむので是正)

②アンプ出力の抵抗R3R46.8KΩを470Ωに変更。メーターの抵抗は約600オームで、約360mV/FS(メーターフルスケール時の電圧は360mV)

  ③おまじないで、メーターに47μ*2個を並列接続。図に示すANALOG METER 切替スイッチP(本体の背面)。極性に注意。おまじないなので、付けなくてもOK
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 ④アンプ入力を4chセレクタの出力点(ALAR)から取ります。この改造詳細は、「鎌ベイアンプメーター改造その1ALAR」を参照。なお、既設入力ルート(C25C26の直前)のパターンカットが必要です。(参考図参照)
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 ⑤最後にゲイン調整が必要ですが、これは最後に書きます。現状は、増幅率が
5.7倍であり、振れを良くする為にもっとゲインをあげると良いでしょう。

2. 改造結果
 
鎌ベイアンプの前面パネルの信号入力端子(セレクタⅣ)より約1kHzの信号を入力し、メーター出力を測定しました。鎌ベイアンプのセレクタスイッチ位置はⅣにセットしました。表は、改造前と改造後のデーターを示します。入力と出力の測定点は改造図のそれぞれ①と②の点です。
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 改造前では、入力が4Vp-pでも、メーターのフルスケールの半分以下の出力しかありません。これでは、メーターが振れないのは当然でしょう。

3. 最後にゲイン調整

 2までの改造で、だいぶメーターが振れやすくなりました。ただし、改造後のデータどおり、入力で0.6Vp-pでやっとメーターがフルスケールに振れる電圧です。これではまだ、メーター回路の感度不足だと思います。
 
あとは、帰還抵抗のR27284.7kΩを使用環境に合わせて調整するといいと思います。

このアンプは非反転型なので、ゲインはG =1 + R27 / 1kΩです。

ちなみに、すろーぐっちの場合は、100kΩにしたら次のデータが取れました。
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 物は試しで、オペアンプ一段のゲインとしては破格の101倍で動作させました。これで、スローバラードのしっとりとした歌でもメーターはビンビン振れます。ただし、リミッターをかけないと昨今流行の音楽では過敏すぎるでしょう。たぶん、これ以下のゲインで十分ではないかと思います。

・感想
 
①鎌ベイアンプの既設メーターアンプを改造して、何とか使えるレベル(メーターが振れてくれる)を目指した。せっかく独立したメーター回路がついているのにもったいないというのが、出発点。目標は何とかクリアーしたか???・・・アンプの入力レベルが不明なので、なんともあいまいで、最後はそれぞれのシステムで調整するしかないというのが結論ですが・・・。
 
②既設メーターアンプの改造では、ローガン(老眼???)の進行したすろーぐっちでは、SMD(表面実装部品)の取り扱いが困難だ。作業途中で、パターンをはがしてしまうおまけも発生。おまけついでに、メーターアンプ改造用のチップ抵抗セット(1k)を購入したが、結局無駄になった。しかし、これで自分の実力が分かった。何でもやってみないとわからないです・・・Hi
 
③最後に思い出しましたが、この「鎌ベイアンプメーター改造その1とその2」では、鎌ベイアンプ本体裏面のANALOG METER切替スイッチを「INPUT」の位置にセットしてください。(蛇足ではありますが・・・)蛇足ついでに、鎌ベイアンプメーター改造その3もあります。ただし、これはメーター改造についての付随的な記事です。

2016年8月11日 (木)

鎌ベイアンプメーター改造その1/単電源・対数VUメーターアンプ(もどき)の簡単製作

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 はじめに、お断りですが、本改造により生じたことに関して、当方は一切関知しません。また、この記事により改造される方は、一通り本文を良くお読みになってから、手順を考えて実施されることをお勧めします。手順が悪いと組み立てが困難なことがあります。(すろーぐっちの経験より・・・フーッ)


  鎌ベイアンプ2000
 rev.B SDAR-2100-BK (以下鎌ベイアンプ)の中古を入手した。VUメーター(ラジケータというらしい)が振れない。・・・これは、この機種に共通する問題らしく、改造法なるものがネットで紹介されている。VUメーターアンプ基板を購入して追加改造が必要らしい。

これは作ってみることにしよう。

 

さて、メーターアンプには2種類の形式があり、入力に対して直線比例でドライブするものと、対数比例でドライブするものがあるらしい。対数比例の長所は、入力のダイナミックレンジが広いことです。つまり微小な入力でも感度よくメーターをふらせることができます。 逆に直線比例では、入力がある程度以上大きくないとメーターが振れない。テストしてみると、すろーぐっち手持ちのMP3プレーヤーのボリュームいっぱいにして、ようやく振れる程度、これはまずい、そこで、今回は対数動作のする簡単製作できる対数アンプを製作した。

 

結果は、スローグッチの好きなスローバラードのしっとりした音楽でもメーターが感度よく振れてくれますので、満足しています。VUメーター規格等は度外視、人の聴覚に沿って動いてくれるおもちゃ的なものでよいのです。で、対数VUメータ(もどき)です。

実際には、よい測定器が無く詳細なデータが取れなかったので、「もどき」を追加しました。

さて、製作は以下の順序で取り掛かりました。

 メーター回路の信号ルートの確認

 現状の直線比例メーターアンプの実力確認と改造

 直線比例メーター代替アンプ製作

 対数メーターアンプの製作

で、時系列で書くと長くなるので、てっとりばやく①と④を先に書き、後付で②と③を書くことにします。

 

 

1. メーター回路の信号ルートの確認









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  図に示すとおり、現状はメーターアンプが独立にあって、トーンコントロールを経由した
B点からメーターアンプに信号が入力されています。ちなみに、A(4chセレクタ出力)B(メーターアンプ入力)での信号振幅の比較は、A点に比べてB点では約1/5に減衰します。測定条件は、約1kHzの信号を前面パネルの信号入力端子(セレクタⅣ)より入力、トーンコントロールつまみ(treble,bass)を中立にした状態で、オシロで信号を観測しました。

 

 したがって、メーターを感度よく振らせるためにメーターアンプの入力は現状のB点からA点に変更します。なお、A点、B点の位置を図に示します。

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 すろーぐっちは、AL(C3の右)AR(C2の右)に半田付けで、リード線を引き出しました。また、B点と切断するためにメーターアンプ入力のC25,C26(図の赤×印)を取外しました。

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なお、改造にあたりメーターの特性を調査しました。

結果は、抵抗値が616Ω、356mV/FS(フルスケール時のメーター両端の電圧)、したがってI = V / R = 356mV / 616Ω = 578μA/FS でした。抵抗値600Ω、600μAのメーターでしょう。

 

2. 対数メーターアンプの製作

2.1 P板の製作

+12V単電源の対数アンプ(もどき)です。

対数メーターアンプの回路図とP板実装&配線図(PasSを使用)を示します

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回路は、ユニバーサルプリント板上にくみ上げました。部品はすべて手持ち品を流用しました。オペアンプはLM358N、ダイオードは1N4148ですが、他の汎用品でもいいと思います。コンデンサの耐圧は、C416V以上、その他は25V以上を推奨します。背が高いので、P板には寝かせて取り付けます。そのほか、抵抗については炭素皮膜の5%をテスターで選別して、L/Rチャンネルとも-ほぼ同一値(1%以下)に揃えました。もともとが「もどき」なので、こだわる必要は無いと思いますが、おまじないです。おまじないついでに、メーターに並列接続のC3 47μは省略可能です。オシロで波形を見ていましたら、C3を入れたほうが波形が少し緩やか変化になったからです。外してもメーターが過敏に反応している様子はありませんでした。また、D4の後にメーター保護用にダイオードで電圧リミッター(0.7V)をかけるのもいいかもしれません。
 
特性は図のとおりです。テスト用信号は自作の簡易トランジスタ発振器で
1kHzの正弦波をアンプに入力しました。入力はオシロスコープで目視、出力はテスターで読取りました。通常使用時の入力は数10mV以下と推定しますが、それらしい対数アンプになっているようです。対数アンプ(もどき)と呼ぶのは、正確な測定ができないためです。
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 データから見ると、入力が10mV-ppで出力429mVですから、メーターフルスケールをオーバーしています。このあたりの特性を詳細に取りたいところですが、発振器が貧弱なため涙です。
 感度の変更は、2段目のアンプの帰還抵抗R4=47kΩ、または、メーター保護の直流抵抗R5=470Ωを変更するといいでしょう。感度変更を可変抵抗でするのはお勧めできません。対数特性のために、フルスケールの調整は精密な測定器が無いと難しいためです。ここは、固定抵抗を使って適当な値に、付け替えることをお勧めします。
 
なお、対数アンプの入力が1kΩなので、対数アンプの入力インピーダンスが低い場合には、ボルテージフォロワを入れて、インピーダンスを高く100kぐらいにすると良いでしょう。
 
すろーぐっちは、対数アンプを接続および切断しても鎌ベイアンプのヘッドホンとスピーカー出力に影響がなかったので、ボルテージフォロワは省略しています。

 
・対数アンプの取付けについて
 電源と信号線の取り出し
   
(1) メーターアンプからの信号引き出し(電源とアンプ出力)
   
図の赤線で示します。すろーぐっちは何回もパターンをいじくったために、パターンをはがしてしまいました。そこで、アンプ出力(OUT-ROUT-L)は、鎌ベイアンプ裏面のメーター切り替えスイッチ基板から引き出しました。テスターで導通をはかれば簡単に引き出し点がわかります。なお、アンプ出力抵抗のR3とR4(各6.8k)は取り外します。
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(2)コントロール基板からの信号引き出し
 
冒頭の信号ルートの確認にある「AR」「AL」のことです。これをメーターアンプに入力します。
 
 鎌ベイ基板への取り付け
 
対数アンプP板には、図(2.1P板実装&配線図を参照)の位置に3mm程度の穴を開けます。また、パワーアンプ基板に図の寸法で同じく3mm程度の穴を開けて15mmのベーク足を取り付けます。
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対数アンプ基板の「こしかけ」部10mm巾を、コントロール基板の上に乗せ、対辺は15mm足でネジ止めします。
 
 対数メータアンプP板と鎌ベイアンプとの配線図
    
対数メーターアンプP板と鎌ベイアンプからの引き出し線を接続します。接続にはPIC工作で使用した手持ちのピンコネクタを利用しました。
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 図は対数メーターアンプを鎌ベイアンプに組み込んだ図です。
 
コントロール基板に腰掛させて、他端は支柱で支持しています。コントロール基板との間に薄いテープを挿入するといいかもしれません。現状でも2mmほど、支柱側が低くなっています。ワッシャーなどを利用して支柱高さを調節するといいでしょう。
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 感想
 
 前面のアナログメーターがなんともかっこよくて、衝動ゲット(ヤフオク)してしまいました。当初の不具合は、電源スイッチが入らないこととメーターが振れないことでした。
電源スイッチは機械的なことで簡単に対策できましたが、メーターについては現用メーターの改造から始まっていろいろテストが必要でした。ネットには単電源の対数アンプ回路の好例がありませんでした。それでも単電源と半波整流回路にこだわったおかげで、出力の0調整が不要なことはとても利点になりました。
こだわり続けて、何かを作るのは楽しい限りです。すろーぐっちが日ごろ心がけている「できるだけ簡単にすること」をまたひとつ実践できました。簡単なものは美しいのです。
 
 今回のテストで、発振器の貧弱なのが気になりました。少なくとも10/100/1000(mV)のレンジのある発振器を簡単製作してみたいと思います。それができたら、対数アンプの特性、特に低レベル入力での特性や、熱影響の程度も調べてみたいと思います。
 
 今回のテストで、鎌ベイアンプの既設メーターアンプにA点から信号を入力して、メーターアンプを少し改造すれば、感度のいいメーターアンプになる気がします。次回はそのレポートもするつもりです。実は一回やったんですけど、データを取ってないので再検証してみます。ただ、直線比例アンプなので、あまり期待はできませんが・・・。
  ④ 毎日暑い限りですが、早朝の散歩では涼風を感じることができます。これから少しずつ涼しくなって、そして秋が深まってくると、このアンプで音楽を聴くのが楽しみです。
メーターがゆったりと動いて・・・。
今回はこれでおしまい。

2016年6月 4日 (土)

LP-268 簡単改造・ヘッドホン回路追加(配線図付き)

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  さきにLP-268の簡単改造を実施し、今回はどうしてもヘッドホン回路の追加改造をしたくなった。できるだけ簡単にするため、追加部品はヘッドホン出力に接続する抵抗2本(4.7Ω,1/4W)とコンデンサ2個(470μF,25V)だけ。あとは、LP-268の現用部品を流用する。すでに、作成済みの回路図に改造部分を追加し、次の改造図をつくる。

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改造内容は次のとおり。

 
① 回路図の赤い部分が改造部分で、改造用UVP(ユニバーサルプリント板・・・以下改UVPと記す)に部品をのせる。これを、3.5mmステレオジャックパネル取付型を使ってLP-268の正面パネルに固定する。また、P板のステレオジャックの対辺側に長いピンを立てて、P板の支柱代わりにした。

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  ②
 
C7/C11(2.2μF)を撤去して、このパターンの間(LP-268の反転アンプ出力とトーンコントロール回路の間)に改造回路を追加する。撤去したC7/C11は改UVPに引越しさせた。

 切替えスイッチは既設のS1を流用する。S1に接続されているC12/13R14/15撤去。R12/13S1を接続するジャンパー線2本も撤去しS1への接続すべて切断。S1は低音ブーストスイッチらしいが、ONしても効果不明(年のせい???)なので流用してもほとんど影響なし。

改造の手順は以下のとおり。

改造(1) P板表面のC7,C11,ジャンパー線2ヶ所撤去(黄色の○)、ついでにオペアンプソケットに入れ替えた後、手持ちのNJM4556ADD ローノイズ選別品(秋月電子で購入)に差換える。皆さんはお好みのものにどうぞ。

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改造(2) P板裏面のC12,C13R14R15撤去(黄色の○)
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改造(3) UVPの製作図と前面パネル穴あけ寸法
これらの図は参考図です、実際の製作に当たっては現物合わせが必要です。
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改造
(4) 配線 C7/C11の各+からS1への配線は、改造(1)で撤去したジャンパー穴(左側2つに)を利用する。

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感想
 1. すろーぐっち手持ちのヘッドホンaudio-technica ATH-TAD300で音楽を聴いてみる。ボリューム・フルではうるさいが、電源ノイズらしきものが聞こえる。3時くらいまで絞るとノイズは聞こえなくなる。9時から12時方向でちょうど聞きやすい音量。なんとか、実用になるようだ。

 2. LP-268は、DC12V入力コネクタに電源を印加すると、回路に通電します。パワーアンプにも12Vがかかりますが、スタンバイとMUTEがローになっているので、パワーアンプは動作せず、スピーカーから音は出ません。ですから、ヘッドホンで音楽を楽しむときは、本体の電源スイッチはOFFの状態のままです。回路が動いているのに、なにも表示が無いのは困るので、前面パネルの2つのLEDのうち、右側のLEDを通電表示用に転用すると良いと思います。この右側のLEDR側のスピーカー出力が大きくなったときに点灯するようなので、転用しても差し支えなさそうです。

  3. 今回LP-268を改造しましたが、使用部品がSMDになり工作が困難になりました。改造するのも一苦労です。で、自分で自由に改造して楽しめる簡易ステレオアンプは、自作するのがいいと気づかされた次第です。ブレッドボードを使ったステレオ入力アンプの実験では、同じオペアンプを使った場合、反転より、正転アンプのほうがノイズが少なかった。 

LP-268は反転アンプなので、機会があれば、正転アンプ+パワーアンプでステレオのアンプを組んでみたい。

2016年5月18日 (水)

LP-268 簡単改造とヘッドホン接続テスト(回路図付き)

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LP-268というAB級アナログアンプが出ているというのでネット注文する。LP-2020D D級アンプに比べて、音がソフトで長時間聞いても疲れないというので、これはありがたい。

注文してから9日目に到着、ChinaAirPostで輸送状況を追跡できる。何々、蘇州から上海国際空港、川崎経由ではるばる着いたか。お疲れ様。こんなことが、簡単に調べられるんだから本当に世の中便利になったもんだ・・・と感心。

遠いところ本当にご苦労さん、大切に使わせてもらいます。まずは解体。トルクスネジ’(特殊ネジ)なので、手間取る。6年ほど前に買ったLP-2020は普通のプラスネジだったが。

LP-2681380円だったが、トルクスネジのドライバーセットは約2000円弱、趣味はお金がかかります。

今回は、下記の3つの作業をやりました。

 LP-268の回路図作成

 結合コンデンサの変更

 ヘッドホン接続テスト

① LP-268の回路図作成・・・ネットを探しても回路図が見つからないので、添付します。

図にLP-268の回路図(参考図)を示します。以前、LP-2020の回路をトレースしたことがあるので、作成は簡単でした。ただ、表面実装部品が使われているためにコンデンサは容量が読めず、記入していません。まー何か必要になったらやることにしましょう。
「20160516_lp268.pdf」をダウンロード

②結合コンデンサの変更

このアンプの系統は、まず、20dBの反転増幅器(JRC4558D)、次にパッシブのトーンコントロール回路、そしてAB級アンプ(TDA7266SA)でスピーカをならします。

手持ちのLP-2020と比べてみると、スピーカーの音量が少なく感じます。

とはいえ、すろーぐっちの8畳の部屋では十分ですが・・・

回路の結合コンデンサの定数が気になりました。

入力部では、C82.2μFとR252.2kΩですが、低域カットオフ周波数fl=1/(2πRC)=32Hzなので、少し高いです。C847μにして、ついでにC747μにしました。コンデンサの耐圧は25V以上をお勧めします。RLチャンネルがあるので、全部で4箇所取替えです。OPアンプの周りに4つあり、P板裏面に部品番号、表面に電極の図がプリントされているので、間違うことは無いでしょう。これで低域が通ります。

余裕のある方は、音楽用のコンデンサをご使用ください。すろーぐっちは使い込んでから、またいじくってみたいと思います。

オペアンプもDIPタイプなので、ソケットにしてOPアンプ取替えを楽しむのもいいかもしれません。

③ヘッドホン接続テスト

図のように20Dbアンプの出力に4.7Ωの抵抗を経由してヘッドホン(audio-technica ATH-TAD300、インピーダンス34Ω)を接続しました。
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それなりに聞こえますが、本体のトーンコントロール回路を切り離していないので、音量は少し弱いです。

LP-268にはSUPERBASSスイッチがありますが、これの効果がいまいちです。このスイッチを利用すれば、ヘッドホン回路と、トーンコントロールの切り替えができるのですが、

また、気が向いたらやってみることにします。

ちなみに、先に製作したオペアンプ1個のヘッドホンアンプはG=15dB程でしたから、十分実用性がありそうです。

まとめ・・・

・少し気になったところ・・・このアンプは、DC12Vに電源を印加すると、回路に通電します。ですから、ヘッドホン接続テストでは、本体の電源スイッチOFF状態でテストできました。パワーアンプにも12Vがかかりますが、スタンバイとMUTEがローになっているので、パワーアンプは動作していません。

電源スイッチを入れるとスタンバイから脱して、パワーアンプが働きます。

ですから、LP-268に通電したくない場合は、DC12V入力を断にする必要があります。

・さて、、LP-268を聞き始めたところですが、確かにLP-2020に比べて音がやわらかくていいですね。LP-2020と使い分けして楽しんでみます。

それにつけても、こんなアンプが1500円もしないで入手できるんだから、ありがたい世の中になったものです。

2016年5月14日 (土)

LP-2020(TA2020使用)&ヘッドホンアンプの簡単製作

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LP-2020で音楽を楽しんでいますが、ヘッドホンでも楽しみたくなった。

ネットでいろいろ調べてみると、LP-2020の出力を利用してヘッドホンをつなげる方法もあるらしい。で、下記のいくつかを試してみることにした。

ちなみに、手持ちのLP-2020は初代のものらしく20101月に改造メモが残っている。

 LP-2020のスピーカ出力を利用する方法。

 LP-2020TA2020入力を分岐して、ヘッドホンアンプをつける方法

 LP-2020とは独立して、ヘッドホン用アンプを作る方法

結論から言うと、③の独立ヘッドホンアンプに落ち着いた。

下記は、それまでの顛末メモです。

LP-2020のスピーカ出力を利用する方法。

 LP-2020のスピーカ出力はBTLという平衡型4線式でアースが浮いているため、通常のヘッドホンを直接接続できない。これは、ヘッドホンがステレオ不平衡型3線式で1本がアースのためです。解決法として、トランス(平衡→不平衡変換)を使う事例がありますが、トランスの寸法や安価に入手できるかが問題です。で、簡易的な接続の方法として、図に示す抵抗を使う方法を試してみました。(コスモスさんのhpを参考にしました.)

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使用したヘッドホンは、audio-technica ATH-TAD300、インピーダンス34Ωです。R1R2はぞれぞれ50Ωを使用。サーというホワイトノイズが気になりました。ちなみに、スピーカ出力にスピーカを直接接続し、スピーカに耳を近づけて音を聞くとやはりサーというホワイトノイズが確認できました。今まで、スピーカで聞いていましたが、このホワイトノイズはあまり気になりません。スピーカに比べて、ヘッドホンではより密閉性が高くホワイトノイズがより耳につくせいと納得しました。結局この案はボツです。

LP-2020回路内のD級アンプ・TA-2020入力信号を分岐してイヤホン端子に接続する。

OPアンプ一個で写真のヘッドホンアンプを作りました。回路図とユニバーサルP板図を添付します。音量調節用のボリュームはなく、ゲイン固定です。MP3プレーヤーなどで調節します。なお、P板エディタは「PasS」を使わせてもらいました。

「p.doc」をダウンロード

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単電源で3.516V動作ですので、電解コンデンサは25V以上を使いましょう。R/Lチャンネルのゲインを合わせるために、炭素抵抗値を選別して合わせました。(余裕のある方は金皮抵抗をどうぞ)OPアンプはMUSES8820Eがいいというので、秋月電子で1400円を購入。透明ケースは90×67×23mm(部品点数が少なく隙間がいっぱい)、他は特別なものは無く手持ちで間に合わせました。

これを、図に示すLP-2020TA2020入力で分岐接続して(赤部)、ヘッドホンで試聴しました。
Lp2020_hpamp_2

ヘッドホンアンプの入力インピーダンスは約50KΩなので、LP-2020にはあまり影響しません。LP-2020のボリュームを最大までまわしましたが、音量が足りません。LP-2020の信号入力からTA-2020入力までに信号の減衰がだいぶあるようです。ヘッドホンアンプのゲインをもっと取ればいいのですが、これ以上ゲインをあげるとノイズが気になるので、この案もボツ。


LP-2020とは独立して、ヘッドホン用アンプを作る方法

  ②で作ったヘッドホンアンプを独立で試聴しました。MP3プレーヤのボリュームを上げていくと、十分な音量が得られました。ノイズも気になるレベルではありません。(というか、すろーぐっちには今までのテストで気になったホワイトノイズがまったく聞こえませんでした。)。で、この案を採用。

消費電力は、+12Vで、8mA(小さい音でもうるさい音でもほとんど不変)

・反省

 OPアンプ一個でヘッドホンアンプが作れるのですから、驚きでした。なお、電源を入れて5分くらいの間ですが、ブーンとハム音が聞こえましたが、そのうち消失、電解コンデンサが馴染んだせいでしょうか。

 今回、ヘッドホンアンプを製作したことがきっかけで、AB級の中華アンプもでていることが分かる。LP-2020(D)にくらべて音がソフトで長く聞いても疲れないらしい。

で、早速手配中。

 AB級アンプが届くと、スピーカアンプが2つに、ヘッドホンアンプが1つとばらばらなので、切り替え器が必要になる。次は、これを手作りしますか・・・。

2016年2月 7日 (日)

簡単製作・FFTテストセットの製作(その2/2)

Fft04__2
1.  FFTテストセットの系統と概略仕様(上図・手前がUSBオシロユニット)
「後閑哲也さん著・PICで楽しむUSB機器自作のすすめ・USBオシロスコープ」(以下USBオシロという)をベースに、時間軸信号とスペクトルを表示します。
 
テストセットの系統は、図のとおりで、パソコン側から「USBオシロ」ユニットを制御して、PICユニットでサンプリングしたAD変換データをパソコンに吸い上げ表示します。PICで作るユニットはUSBオシロに書かれているものをそのまま使用し、表示部分のプログラムを改造します。

Fft02_

  元の仕様はサンプリング周期Δ
t=10μsec、データ数Dn=960点ですが、FFT機能を追加するので、周波数レンジを下記のようにセットしました。

Fft05_fft

2. USBオシロ」のプログラムからの変更点
 
(1)最高周波数:fmaxを切のいい数にするため、サンプリング周期を39μsにセット(10μs)
   
(2)データ数:Dn=512 (960)
 
  (3)サンプリング周期Δt=39μS Period=117(下記参照)
  (4)Dn=512よりライン数Ln=200
 サンプリング時間T=Dn*Δt=512*39μs20ms
  周波数分解能Δf=1/T=1/20(ms)=50Hz
 最高周波数Fmax=Ln*Δf=200*50=10kHz
 
  Δt=T/Dn=1/(Δf*Dn)=1/(50*512)=39.06μs
   
(5) PIC側のTimer1セット
    
Sampl=1のときΔt=39.06μs (Sample * Δtでサンプリング周期 決定)
       
Timer1の入力クロックはFosc/4=12MHz
       
Timer1のプリスケーラ1/412/4=3MHz
    
Period=39μs/1/3MHz=117 これでTimer139μsにセット         
    (Sample
Periodは、USBオシロで使用されている変数)

 結局、「
USBオシロ」でUSBを経由してPICからパソコン側に送られたデータがmDATA(  )に入っているので、これを利用して時間軸波形(Dn=512)FFTスペクトル(Ln=200)を描画します。

3. 実行画面
Fft06_fft_2

 図は、フリーソフトの「
WaveGeneefuさん製作」で1kHzの正弦波を「USBオシロスコープユニット」に入力し、時間軸波形とFFTスペクトルを表示させたものです。

Smpl_T(Sample)をスライドさせると1100の範囲で1ステップで可変できます。

また、H_Time110まで1ステップで可変でき、時間軸の表示倍率を可変できます。

FFTの描画も同様にH_Timeの倍率に応じて周波数表示倍率を可変しました。

 参考に、パソコン側のVisualBasic2005を使用した描画部分のForm2プログラムを添付します。見やすいように、データの倍率を適当に大きくしています。

描画はForm1picからのデータをmDATA( )に格納した後にForm2への描画命令でスタートします。したがって、Form2の描画プログラムを改造すれば、FFT

画面を表示することができます。

「fft_form2.doc」をダウンロード

 反省

①以前FFTアルゴリズムを理解するためにC言語を使用したが、難点は計算結果の表示でした。Gnuplotというユーティリティを使ったが、学習不足のため使い方がいまいち分からず自由にならなかった。

今回、後閑哲也さん著の「PICで楽しむUSB機器自作のすすめのUSBオシロスコープ」に出会い、波形表示がVisualBasicで簡単にできることがわかりました。

表示速度についても、結局は人が見るのだから、2秒程度の周期でも問題ありません。

②このセットでは、Sample=1(Smpl_T=1)にセットするとΔt=39μsとなり、PICの処理速度が追いつかずにサンプリングされた波形はひずみます。Sample=2以上だとひずみません。USBオシロの記事に書かれているように50μs程度が限界らしい。16ビットのpicを使うと100kHzの信号でもひずみなくサンプリングができるようですが、とりあえずは学習用のFFTテストセットができたのでよしとします。

③年をとると、広域の音が聞きづらくなります。先だって、オーディオイコライザを修理したときに10kHzの音を聞いてみたのですが、ほとんど聞こえませんでした。

200ラインのFFTテストセットができたので、好きな音楽でもかけて、最高周波数10kHZでスペクトル表示を楽しんでみることにします。

2016年2月 6日 (土)

簡単製作・FFTテストセットの製作(その1/2)

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  •  これは、すろーぐっちのFFTアルゴリズムの学習メモです。

    今までは、FFTアルゴリズムの学習とそのプログラムの製作をしてきました。今回は、その集大成としてPICでサンプリングした信号をUSB経由でパソコンに転送して、パソコンで信号の時間軸波形と、FFTによるスペクトルを表示するテストセットを製作します。

     参考にしたのは後閑哲也さん著「PICで楽しむ USB機器自作のすすめ」の「USBオシロスコープ」です。

    この「オシロスコープ」の機能にFFT機能を付加して時間軸波形と、スペクトルを表示します。

  •  セット実現のために次の2ステップを踏むことにしました。
  • ・ステップ1.  FFTユニット描画準備

    PC側のソフトはVisualBasic2005を使用しForm2つ作り、一つをユニット制御、他の一つをFFT画面表示にする。そのための準備として簡単なグラフをつくる。

    ・ステップ2 FFTテストセットの製作

    PICで楽しむUSB機器自作のすすめ・オシロスコープ」のプログラムを改造して、時間軸波形と、FFTによるスペクトルを表示する。

    ・ステップ1.  FFTユニット描画準備

    VisualBasic 2005を使用して、Form1でコントロール画面、Form2に信号波形を描画します。チェックボックスコントロールでSin()Cos()を選択して表示します。表示したグラフは、Eraseボタンで消去します。

    ・最上段に実行画面を示します。この描画で、Sin波とCos波の時間軸波形がみえます。その下に直交座標がかかれていますが、これがスペクトルを書くための座標軸です。

    2つのFormで共通使用する変数をModule1に記述し、Form1のボタンが押されたときにForm2の描画命令を出します。

    あとは、プログラムが起動してForm1が開いたときにも描画命令を出し、座標軸を表示します。

    描画のプログラムリスト「fft 2form.doc」とソリューション画面を下記に添付します。

    なお、プログラムは我流で適当です。ご容赦。
    Fft03__2

    「fft_2form.doc」をダウンロード

  • 2015年3月21日 (土)

    PC(DVDプレーヤー)イヤーホン出力の簡易アッテネータ自作

    01_audio_att_02

    PCDVDプレーヤーでDVDムービーを再生してイヤーホンを使用する場合、音量レベルを最小にしても音が大きくて困ることがあります。すろーぐっちの持っているノートパソコン(NEC CF-W4)もおなじで、スピーカの音量調節レベルを、音が消えるひとつ前にセットしても、イヤーホンから出てきる音量がけっこう大きいし、レベルをセットするのが面倒です。。

    02_audio_att_

    市販品で数百円程度のアッテネータもありますが、音量が0にならない、減衰量の大小に不満があるなどがネットの評価で出ていました。(察するところ、イヤーホンに直列に可変抵抗を入れたもののようです。)

    そこで、イヤーホン出力の簡易アッテネータを自作してみました。

    製作目標としては、下記のとおりです。

        音源の最大音量までコントロールできること

        音量0(無音)までコントロールできることと

        音量のコントロールは最小~最大間を自由にコントロールできること

    まず、手持ちのイヤーホンのインピーダンスをテスターで測ってみると、左右とも16Ω、また、ステレオヘッドホンは左右ともに32Ωでした。

    アッテネータの回路はパイ型、T型などがありますが、テストした結果、すろーぐっちの用途では図の簡易な回路で十分でした。

    03_audio_att__3

    • 02_audio_att__4

    1kオームの可変抵抗はBカーブ特性(直線)を使用します。

    A特性(対数)も試してみましたが、つまみを回しても、図の08まではほとんど変化なし、810の間で音量が最小から最大調整できますが、調整回転角が小さくて不便です。

    Bカーブ特性(直線)では、0で音量が消失、右回転に比例して音量が増加して10で最大になりました。

    03_audio_att__2

    部品は、単3乾電池2本収納の箱に入れました。左右両端にイヤホンジャックを取付け、真ん中に1kオームの2連可変抵抗器を取付けます。箱の表面は、簡易印刷名板を両面テープで貼付けて完成です。

    今回の制作費は、購入品が1kΩの2連可変抵抗器(B特性)1345円だけでした。電池ボックス×1個、ステレオジャック×2個とつまみを追加しても1000円でおつりがきます。重宝する一品です。

    2013年10月20日 (日)

    簡単製作・PICkit2_clone_とってもシンプル安価

    Pickit2_clone_s_2

      PIC18F2550マイコンを使った電子工作を楽しんでいます。

    今まで使っていたPICライターが不調になったので、PICkit2を購入。また、不調になったら困るので、バックアップ機器を作れないかと考えてネットを見ていたら、ありました。「my simplified PICkit2-clone」フランスのSIMON DERRさんの作品です。名前のとおり、純正品のPICkit2の持ついろいろな機能を取り払い、ライターに特化しています。

      ハードは、PIC18F2550とプログラム用のVPP電圧発生回路だけ。すろーぐっちはLED2つ追加し(Power & Busy)、手持ち部品の関係でコンデンサを一部変更しています。部品もすぐに入手できるものばかりで、今回製作で買った部品はチョークコイル680μH(サト-電気で84)だけでした

      以下の順序で製作しました。

        ユニバーサルプリント板を使用して製作。部品の実装と配線図(表面から見た図)と回路図を以下に添付します。なお、プリント基板エディタはPasSを使いました。

    「pickit2_clone_s..pdf」をダウンロード

    「pickit2_clone_s.pdf」をダウンロード

    配線する時は、回路図を確認しながらしてください。

    注意点は、C5の電解コンデンサ耐圧は30V以上の品を使用することです。

    また、トランジスタは一番安価な等級を使用しています。いずれもスイッチングに使用されているので、手持ち品が使えると思います

    Pickit2_clone_p

        PIC18F2550PICkit2のファームウェアを次の手順で書き込みます。

    PICkit 2 Development Programmer/Debuggerのサイトに行って、下の方にDOWNLOADの欄があります。「PICkit 2 Firmware V2.32」をダウンロードして、解凍し、PICライターを使ってHEXファイルをPIC18F2550に書き込みます。

    Pickit2_2 

        パソコンにPICkit2ユーティリティソフト「PICkit 2 V2.61 Install」をダウンロードしてsetup.exe」を起動しNext釦を押してインストールします。途中のライセンス同意画面はAgreeのチェックボックスにチェックをいれればOK

        ターゲットボード接続ケーブルはこんなものを作りました。コネクタ付きケーブルは秋月電子で以前購入したものです。ケーブル長は28cmありますが、問題なく使えています。

    Pic

    以上で準備完了です。

    あとは、USBケーブルをパソコンに接続し、ライターのケーブルをターゲットボードに接続、「PICkit 2 V2.61」を起動すれば、PICkit2とターゲットpicを画面表示してくれます

    Pickit2_4 

    ターゲットボードーの書込みは、「File」→「Import Hex」→「Write」だけ。「Programming Successful」の表示で書き込み作業完了です。

    ・感想

    ①簡単に作れてしまったので、すろーぐっちは試作品ともうすこしコンパクトなものと2台製作(冒頭の写真95W*65H*23Hの透明ケース入り)しました。純正品は大事にしまっておいて、今はコンパクト品を使用中です。

    ②PICkit2を作るためには、別のライターでPIC18F2550にファームウェアを書き込む必要があります。現用のライターが不調になる前に、この作業をやっておくことをお勧めします。

    それにつけても、簡単に製作できるとてもシンプルなPICkit2-cloneです。 SIMON DERRさん、ありがとう。

    より以前の記事一覧