Pure Audio でも Subwoofer を使おう・・・はらわた
phoenix のすべての投稿
Pure Audio でも Subwoofer を使おう・・・試聴編
たかじんさんの MUSES72323 電子ボリュームは、電源をのぞき、指定通りに作成した。 電源電圧が±12V と低いため、シャントレギュレータなしで直結となっている。 オペアンプは、たかじんさんおすすめの、NJM5534D を用いた。 たかじんさんのおっしゃる通り、DCオフセットは、0.2 mV 以内におさまった。
AVプリアンプ CX-A5100 の SW出力との切り替えはリレーを用いた。 本機の電源が入ると、スピーカ端子→ハイローコンバータ（INA2134 による平衡不平衡変換基板）→ ローパスフィルタ（40Hz, 12dB/Oct） → MUSES72323電子ボリューム側になる。 ４回路の G6A-474P DC24V により、GNDラインも切り換えている。 なお、CX-A5100 の SW出力には、4.7k/510Ωによる固定アッテネータが必要だったことを覚え書きとしておきたい。
ケースは最低限ということで、タカチ YM-350 を選択した。 置き場所考えたときに、大きさ的に最も適切と考えた次第。 今回のように、搭載する基板等の重さが軽く、薄型のケースが必要な場合には良い選択だと思うが、見栄えは余り良くない。 しかしながら、タカチ CU-N 型だと、だいぶ高さがでてしまうので、これまた痛し痒し。 トロイダルトランスの止めねじは、たかじんさんのサイトのコメント欄を参考にして、磁気によるノイズが最少になるように、プラスチック製のネジを調達した。
雑音ひずみ率をいつものように測定しようとしたが、10Hzとか20Hzでは、サウンドカードの入出力をショートして測定しても、最低雑音ひずみ率が 0.7% より下がらなかった。 本機を間に入れても雑音ひずみ率が変わらないことのみ確認した。 入力ショートで、デジタルマルチメータで測定した雑音は 7µV であったが、マルチメータの端子をショートしても同じであり、ハムは皆無といってよいだろう。
さて、Pure Audio で、Fostex CW-250A ２台を使い試聴してみた。 試聴には、Robert Schumann Missa Sacra Op.147（EBS EBS6078）と大西順子 ピアノ・クインテット・スィート（東芝EMI TOCJ-5576）を用いた。 いずれの CD もリッピングしており、foobar2000 での再生である。 foobar2000 で Peakmeter Spectrum を表示させておくと、超低音が再生されているかどうかがはっきりわかる。 Missa Sacra ではオルガンの音が心地よく聞こえるように、大西順子のほうでは、不自然な低音にならないように電子ボリュームを調整してみると、なかなかスィートスポットが狭いようだ。 再現性よく設定するために、電子ボリュームの ATT表示機を付加することにした。
必要なハードウェアは、Arduino Pro Mini 互換基板と OLED 表示器である。 Arduino にプログラムを書き込む USBシリアル基板が付属しているセットを私は購入した。 たかじんさんの記事通りにして問題なく組み上げることができた。 ただし、電源は MUSES72323基板からではなく、別途三端子レギュレータで供給することにした。 もともと、電源のインピータンスを下げるために、470Ωの抵抗が電源にぶらさがっているので、その抵抗代わりということだ。
表示器ができてみると、スィートスポットはせいぜい数dB 程度しかないことがわかった。 ATT表示機を作って正解だった。
Subwoofer を使うというと、低音がたっぷり出るようになるという印象があるかもしれないが、私の使い方ではそのような変化はない。 オルガンの超低音ががっちりはいっているソフトを除くと、雰囲気感がよくなるというか、部屋が広くなったように感じる程度であり、Subwoofer が鳴っているのがはっきりわかることはあまりない。 よく聴きこむと低音進行がはっきりしたのがわかる程度である。むしろ、Subwoofer を使っての変化としては、高域の音像がシャープになった印象ほうがよく目立つ。 高域の定位感が良くなり、音の粒立ち・キレがよくなった感じがしている。 どうしてなのかは、よくわからないが・・・
Pure Audio でも Subwoofer を使おう・・・ローパスフィルタをどうする
ローパスフィルタをどのように作るか。 当初は、ユニバーサル基板に自分で組むつもりだった。 回路自体は下記の通りだ。 オペアンプには、たかじんさんから譲っていただいた、PHILIPS 純正の NE5532 だ。 パスコンは、オペアンプの近くに PILKOR 1µ、基板上には、KZ 330µ である。
手元に、イトウ電子のオペアンプによるバッファアンプ基板があり、それを活用できないか考えてみた。 結果は下記の通り。
このようにすることで、小さな基板で実装できることがわかった。周波数特性は、Fc = 40 Hz, 12dB/oct を確認できた。
Pure Audio でも Subwoofer を使おう・・・電源をどうする
電源をどうするか。 当初は、三端子レギュレータで簡単にすますつもりでいた。 三端子レギュレータは、過負荷に対する保護もあり、とても使いやすいからだ。 ところが、たかじんさんのコメントに下記のようにあった。
NJM7815は、 なんというか音が暗いのでお気を付けください。
15Vクラスのレギュレータでしたら、6.8Vのツェナー2直列にしてトランジスタでディスクリート電源を組むというのも良いと思います。 電流リミッターなどいらないのであればですけど。
マイコンやデジタル系なら音に違いが出ない可能性が高いですが、OPAMP回路だと三端子レギュレータとの音の違いに驚くと思います。
当然、試してみるしかない。 ちょうど、たかじんさんのサイトではDC Arrow のプラスマイナス版の話題で盛り上がっていて、試作されていた。 試作された回路をもとに、手元にあるお気楽オーディオさんの基板を改造して、作ってみることにした。
上記で苦労したのは、ブリッジダイオードの配線だ。 基板はプラスマイナス別のブリッジダイオードになっていないので、空中配線でブリッジダイオード（SDI2100）を配線したら、ちぎれてしまった。 仕方がないので、ミニ基板上にブリッジダイオードを半田付けし、そこからスズめっき線で配線した。 ツェナーダイオードも１本分しか基板上には配置されていないので、空中配線とした。 なお、チェナーダイオードは降伏電圧を測定して、選別して使用した。 こういうあたりは、自作ならではといえる。 結果として、プラス側とマイナス側の電圧差は 0.002V である。 回路図では、PMLCAPを使用したが、実際には場所の関係で使用できず、PILKOR １μ とした。
to be continued…
Pure Audio でも Subwoofer を使おう・・・構想編
Multi-Ch Audio / Hometheater でも、Pure Audio でも使えるようにするには、Fostex CW-250 のスピーカー入力相当の部分を自作して、ＡＶプリアンプの SW Out → CW-250 Line IN と同様につなげられるようにすれば良い。
我が家の Pure Audio のパワーアンプは、たかじんさんの VFA-01基板による フルバランス・フルディスクリートパワーアンプなので、必要な機能は次の通り。
1) カーオーディオで用いられるハイローコンバータ
2) ローパスフィルタ
3) ボリューム調整と送り出しバッファ
カーオーディオで用いられるハイローコンバータは、廉価品ではトランスだが、ここではオペアンプによる整合を考える。 グランドリフト付きで、Balance – Unbalance 変換を行えば良い。 ここでは、共立エレショップから発売されている平衡-不平衡変換アンプキット を用いることにした。説明書はこちら。オペアンプで作っても良いのだが、せっかくの専用基板があるのがうれしい。 ただし、パスコン等は自分の好きな銘柄に変えよう。 ニチコンKZ 330µ + PILKOR 1µ で。
ローパスフィルタは、スピーカ入力での成果から 40 Hz 12dB/oct でよいことがわかっている。 よって、ローパスフィルタの回路は下記の通り。 オペアンプには、たかじんさんからお譲りいただいた PHILIPS 純正 NE5532 を採用したい。 ローカルのパスコンには、当然ながら、ニチコンKZ 330µ + PILKOR 1µ で。
ボリューム調節と送り出しバッファは、当初アルプス RK-27 と NE5532 によるユニティゲインバッファと考えていたが、RK-27 のボリューム位置によって、微妙に周波数が変わることを嫌うと、バッファを２段重ねる必要が出てくる。 それぐらいならばということで、電子ボリュームを採用することにした。 当初は、たかじんさんの基板から、製作が楽な PG-2311 基板を使おうかと思っていたが、たかじんさんのホームページをよくみると、MUSES72323 ボリューム基板だと、NE5532 の 1回路版である、NE5534 がおすすめとなっているではないか。 0.65mm ピッチの IC 取り付けでまた失敗するかもしれないけれど、こちらを選択することにした。
to be continued…
Pure Audio でも Subwoofer を使おう・・・妄想編
ここ数年の間に、たかじんさんのアンプ基板、DAC基板のおかげで、Pure Audio （2ch Stereo）が復活しているが、一時は Pure Audio が、Multi-Ch Audio / Hometheater に乗っ取られていた。 ヤマハの AVプリアンプ CX-A 5100 が Pure Audio のリファレンスCDを、しっかりならしきったからだ。 試聴室で初めて聴いたときに、嘘だと思った。 DVD の DTS から、Blu-ray のロスレスDolby True HD、DTS-HD Master Audioに対応した Marantz AV8003 に始まり、AV8801に乗換え、AV8802を視聴しにいったときのことだ。
リファレンスCD とは、シューマニアーナ8 （フォンテック FOCD-9328）で、ピアノ・ソナタ 第3番 ヘ短調 Op.14 の冒頭の部分だ。
上図の１段目から２段目にかけて、左手が重々しく通奏低音を奏でる一方で、右手はメロディラインを、輝かしく、明るく歌い上げる対比がある。 ２段目の最後に向かって、上声部も下声部も壮大さを増しつつ、まばゆいばかりに光り輝く。 ところが３段目からは、うってかわって、優しく、おだやかな風景に移り変わる。 上記の楽譜では明るく輝かしさを橙、赤で、重々しさを水色、青で示し、下声部の歌い上げを紫で示した。 黄色系の色は優しさを示しているが、下声部は春風を思わせる温和さだ、 伊藤恵 によるこの CD は、まさに楽譜の指示通りと思われる演奏で、しかも、音量だけではなく、キータッチの違いでもこれらを表現した名演といえる。 長いこと、私はこのCD をリファレンスとしている。 この CD の良さを表現できない機材は、原則として我が家に招き入れないことにしていたが、例外は AVアンプであった。 さすがに映画鑑賞用の機材なので無理なのだと思っていたのだ。
ヤマハ CX-A5100 が、全てのプリアンプ機能を担うようになって、良かったことのひとつに、SACD Multi-Ch の楽しさを知ったことだ。 1960 -70 年代の録音にも Multi-Ch 録音のものがあり、2 ch のステレオ版より楽器の定位感をはじめとして、優れた録音がある。 もうひとつは、サブウーファを使えることだ。 CX-A5100 の特徴のひとつに、Dolby Atmos への対応があって、我が家では 本機の最大限 7.2.4ch を活かしきる構成とした。 すなわち、耳と同じ平面上に Front / Center / Surround / Surround Back の 7台のスピーカー、天井に Front Height / Rear Height の４台、さらに、サブウーファ 2台だ。 Pure Audio 相当の 2ch を聴く場合には、2.2ch で聴ける。 この体験で、50Hz 以下の超低音であっても方向性があって、サブウーファによってホールの雰囲気感が伝わってくる経験をした。
さて、やっと本題だが、たかじんさんの基板によって、Pure Audio が復活しているが、こちらの機械でもサブウーファを使えるようにしようというわけ。 ２台のサブウーファは、Fostex CW250 シリーズだ。 このサブウーファはスピーカー入力で、クロスオーバー周波数や音量、位相を調節できる。 スピーカー入力で聴いてみると、やっぱりサブウーファがはいることで、ホールの雰囲気感が伝わってくると言うか、余裕を感じる。 ところが、スピーカー入力でこれらのサブウーファを使うと、Multi-Ch Audio / Hometheater のときにそのままでは使えなくなってしまう。 どちらも両立するためには・・・
to be continued…
Thinkpad X201 / X260 — Tiny11 インストールしてみた
Thinkpad X260 の Windows11 インストール、Thinkpad X201 の Windows11 インストール では、デバイスマネージャですべての項目に適切なドライバがあたって、気をよくしていた。
しかしながら、Amazon Music Unlimited を聞いていると、時々音が途切れたり、Blue Snow DAC の認識が怪しくなったりする。 特に、UltraHD の曲を聴いていると、よく音が途切れる。 ドライバを排他モードにしたり、Wi-Fi を使わずに有線イーサネットを用いると少しマシになる。 ドライバの問題かと思ったりして、いろいろ調べていたら、CPU 使用率が 100% になって音が途切れることが分かった。 13年前のPCである X201 はいざ知らず、Skylake 世代 Core i7 の X260 でも音が途切れる状況は同じだ。 Windows Update が裏で動き始めると、全く動作しなくなってしまう。
リビングで使用している Thinkpad X260 を買い替えることを考えたが、どの程度のマシンを買えばよいのかよくわからない。 Windows11 は、インテル第８世代以降の CPU のみの対応だが、Kaby Lake-R 世代では、Skylake 世代と CPU 性能はあまり変わらない。 PCにあまりお金をかけたくないので、最低限、音が途切れたりせずに動作させるために、どの程度のPC が必要なのかがよくわからない。 最近だと、Alder Lake世代の Intel Processor N100 が、Kaby Lake-R 世代より高性能だというベンチマーク結果をみて、その上の Core i3- N305 あたりが狙い目かと思っていた。
どうしようかと思っていたら、ブラウザの広告で、Thinkpad L13 Gen3 （Core i5-1235U、RAM 16MB / SSD256GB） がアウトレットで7万円弱と知り、すぐに飛びついた。 OSが Windows 10 Pro だったので、Windows 11 の入れ直しに数時間かかったが、快適に使えるようになった。
だましだまし使っていた Thinkpad X260 / X201 だが、軽量化された Windows 11 という Tiny 11 をインストールしてみることにした。 インストールは簡単だ。 日本語化するために、言語パックをあとでインストールする必要がある程度だ。 ドライバ関係は、以前の記事と同じでよかった。 2GBメモリでも動作可能な軽量化したWindows 11「tiny11」を試してみた の記事通りで、動作しているプロセスが少ないため、軽快に動作する。 X260 のほうでは、Amazon Music で、UltraHD の曲を聴いていても、CPU使用率は 50% を切るようになり、音切れの心配がなくなった。 Windows Update が裏で動いても音切れは起こらなかった。 X201 のほうでも、音切れはなくなったが、さすがに Windows Update が裏で動くと駄目なようだ。
まだ、長い時間使っていないので確実性は不十分だが、Tiny 11 は、古いマシンをよみがえらせる手段として適切だ。 注意点としては、Windows 7/8/8.1/10 Pro のプロダクトキーが必要であることぐらいか。 単身赴任先には、Atom のミニノートがあるので、Tiny 10 をインストールしてみようと思っている。
２台目の Blue Snow DAC ・・・なぜか解決
初回の電源投入時に OLED ディスプレイが表示されない。 LEDのイルミネーションは正常で、前に選択していたところから音も出る。電源を入れなおすと、OLEDディスプレイの表示は正常になる。
いったい何が悪いのやら、全く見当がつかない。 フロント基板のはんだ付けをやりなおしましたが、改善されない。 たかじんさんのHPで質問したところ・・・
OLEDの電源立ち上がりタイミングの問題ですかね。 電源入れなおすと毎回ちゃんと表示するなら配線も問題なさそうですし。 電源部の電解コンデンサの容量が指定通りだったとするとOLEDの個体差の可能性もあります。
ぺるけ師匠は「部品故障よりはんだ付け不良」とおっしゃっていましたが、今回ばかりは部品かと思ったが、使っているうちに、電源を入れなおさずとも、正常動作するようになった。 いったい、何が起こったやら。
HPA-1000 ヘッドホン・ミニアンプとデザインを合わせた。 トグルスイッチは、(ON)-(ON) スイッチで、みためはトグルスイッチだが、押し下げがモーメント動作の押しボタンスイッチに相当している。
２台目の Blue Snow DAC ・・・制作編
１台目では、AK4490 はんだカスを飛ばして修復に苦労したので、最初に行ったことは、AK4490 のチップをセロテープで覆うことからはじめた。
表面実装部品のCRを、値をテスタで確認しながらはんだ付けしていった。 慣れてきたとはいえ、ピンセットで部品をどこかに飛ばしてしまうミスは何度もあったが、面白いように服の上から見つかった。 今回作業していて思ったのは、PMLCAPのように大きな表面実装部品のほうが、作業が難しいことだ。 大きな表面実装部品だと、はんだが部品の側面だけについて、基板面には十分でなかったことがあった。基板面にしっかりついていることの確認にけっこう手間取ったりした。 AK4490 にはんだカスを飛ばしたトラブルは、おそらく AK4490 近くのPMLCAPはんだ付け時であったのだろうと思った。
２回目ということもあって、今回は順調に作業を終え、Amanero Combo384 互換基板を通して、音出し確認が済んだ。 今回は何のトラブルもなく作業終了とルンルンであったが・・・・
今回も、前回のように、USB入力、HDMI入力には、Neutric の NAUSB-W、NAHDMI-W を使うことにしたが、ケースが奥行が狭いために、USB-Bの端子がはいらない。 しばし悩んだ末に、Amanero Combo384 基板の USB-B 端子を外し、コードを直接つなぐことにした。
手持ちのケーブルを切ったのはいいが、内部配線をどこにどのようにつないでよいかがわからず、調べてみたが一番わかりやすかったのは上図。 今後の忘備録に乗せておくことにした。 5V の電源は別電源から乗っ取り、パスコンとして、手持ちのOSコン（82μ 6V）を付け、動作確認後に、ショートなどしないようにホットボンドで固定した。
次に、AliExpress から購入した QCC5125 Bluetooth基板の動作確認。 192kHz に Upsampling されていることから、192kHz でロックが得られて大喜び。 スマホからも LDAC5.1 として、ペアリングが開始され、これで動作OKと思ったが、そうは問屋がおろさなかった。 ペアリングの pin code を要求してくるのだ。 製品のページを見ても何も書いていない。 一般的な数字かと思い、0000、1234 をいれたが、拒否されてしまった。
“QCC5125 pairing” で検索をかけても、該当する情報はなし。 ”QCC5125 Pin Code” で検索をかけたところ、 他社製品で Upsampling がないものだったが、0123 との記載があった。 試してみたところ、0123 が正解であった。 LDAC接続も可能であり、Bluetooth も使えることになった。 この基板の消費電流を調べてみたところ、Upsampling に電流を使うのか、なんと0.1A強であった。Blue Snow DAC 本体から供給するのは困難と考え、簡単な電源を作成した。 SBD 11EQS06 で両波整流後、105℃超低ESR の KZH 電解コンデンサ 3300μ ×２個 入れたのち、NJM7805 で定電圧化している。 パスコンはお好みの PILKOR を使った。
さて、組み上げてスイッチオン。 なんとOLED ディスプレイが点灯しない。 それにもかかわらず、たかじんさんによる起動時 LEDイルミネーションは正常に作動。 どうして OLEDディスプレイがつかない・・・！
to be contined….
２台目の Blue Snow DAC ・・・構想編
2022年の 8月ごろ、ヘッドホンを探してヤフオクを見ていたら、Blue Snow DAC 基板が出品されていた。 Blue Snow DAC 基板は、たかじんさんのサイトでは瞬殺だったので、当然誰かが買うものだと思ってながめていたら、入札者なしで流れてしまいそうになったので、１分前に入札して確保した。 このときには、ヘッドホン沼におぼれていて、HPA-1000ヘッドホンアンプを作ることを決定していたので、これにあわせることを考えた。
ヘッドホンは寝床で使うことも多いので、使いやすさ優先と考えたときに、Bluetooth 入力を付けられたらと思った。 ぺるけさんのサイトでも Bluetooth 基板が取り上げられていたし。
Bluetooth I2S で検索してすぐ引っかかってきたのは、Amazon の CSR8675デコーダボードだが、これには I2S 信号の説明がない。 CSR8675 I2S で検索してみると同じようなボードがひっかかってくる。 AliExpress の CSR8675ボードであるが、値段は Amazon と比較にならないぐらい安いうえに説明書きもあって、I2S出力の説明もある。 しかしながら、DATA、BCK、LRCK のみでクロック出力（MCLK）がない。 ESS社 の非同期モードなどなら、これでも動作してくれる。 さらに調べてみると、CS8421を用いたクロック作成ボードもあることがわかった。 両者を併用すれば、Blue Snow DAC でも使えそうだ。
Bluetooth を使うにあたって、もうひとつ気を付けるべきはアンテナだという。 見た目がよく似ていて異なる構造のものが売られているとぺるけさんのページにもある。 この意味では、アンテナ付きの基板を選んだほうが良さそうだ。
クロック出力（MCLK）が確実で、アンテナ付きの基板を探したところ、Bluetooth 入力に Qualcomm QCC5125を利用し、192kHz アップサンプリング付きの基板が見つかった。 QCC5125 を利用しているのは同じだが、DAC付きだったり、ヘッドホン出力やボリューム調整がついているものもあったが、ここではあくまで、I2S出力が目的なので、ほかの出力が付いていないものを探した。 AliExpress なので、説明書も不十分で、結局捨てる形になるかもれないが、チャレンジしてみることにした。
HPA-1000 とペアで使うことから、ケースは HY-70-43-22SS である。１台目より狭いケースであるが、１台目は余裕がありすぎるぐらいなので、十分だろうと思っていた。
to be continued….