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AK4497SVQ miniDAC を作ろう・・・はらわたと感想

はらわたを下に示す。 左側から電源部(基板2枚)、Amanero Combo 384、同軸(AE-DIR8416)基板で、同軸基板の上に KZ電解コンデンサを使った音作りのためのリップルフィルターがある。 一番右側の下がデジタル制御基板で、上がDAC本体基板である。

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DAC基板とアナログ電源を供給する KZ電解コンデンサによるリップルフィルター基板である。 OSコンやオーディオ用電解コンデンサがが多数、DAC基板に搭載されているのがわかる。 下は電源部の詳細であり、SONY製のEIコアトランス、tinySP電源基板、DC-DCコンバータによる 5V基板が見える。tinySP電源基板の裏面には、25V 10μF の PMLCAP 積層フィルムコンデンサが追加されている。

トグルスイッチやロータリースイッチのまわり止めのために、アルミ板を追加して、ふたつのスイッチをねじ止めすれば、十分に固定できる。 この技はとても便利だが、ふたつのスイッチを必要とする。

できあがってから、この DAC基板は、オペアンプ出力がそのまま出力されていることに気がついた。 先の痛ましい事故の経験から、出力に DC が絶対出ない仕様とするので、16V 10μF のPMLCAP を出力に追加した。

上が AK4497SVQ miniDAC で、下がリモコン付きバランス型プリアンプ
AK4497SVQ miniDAC のつまみは、デジタルフィルターの切り替えで、トグルスイッチは入力切り替え 

KZ電解コンデンサは寝起きが悪いので、100時間程度鳴らしたのちの感想だが、リモコン付きバランス型プリアンプ、12HG7/12GN7A CasComp 単段差動アンプ で鳴らしてみた。BlueSnow DAC と比較してみると、Blue Snow DAC のほうがややおだやかでひかえめだが、これは Blue Snow DAC でオペアンプに MUSES 01 を使っているためと思われる。 しかしながら、その差は少なく、ブラインドで聴きわける自信は全くない。 ただし、本機のほうが、デジタルフィルタの差がわかりやすいことに気がついた。旭化成による、デジタルフィルタに関する記事によれば、次の通り。

おおむねアジア圏の人々は Sharp roll off filter, Slow roll off filter を、欧米のお客様は Short delay sharp roll off filter を好まれる傾向があるようです。
なぜ音質の好みに地域性が出るかを色々考えてみたのですが、その人が話す言語の特徴が影響を及ぼしているのではないでしょうか。言葉のなかで、子音の重要度が高い言語を話す人はプリエコーのない short タイプを、母音が重要度の高い言語を話す人は対照型の特性のフィルターを好むように感じています。一番耳にする頻度が高く、コミュニケーションに重要な部分を占める言語 (母国語) が、聴感の好みを決めているのではないのでしょうか? 非常に興味深い傾向だと思っています (あくまで仮説です…) 。

私の好みというか、リファレンスを最もうまく描出するのは、Short Delay Slow Roll-off filter であった。 BlueSnow DACも同じ設定に変更することとした。 miniDAC 工作は、おおむね満足な結果といえる。

たっぷり試聴しているうちに、ピアノの打音が固めで、時にバイオリンが悲鳴を上げることに気がついた。 致命的とはいえないのだが、気になり出すとどうにもならない。 IV のオペアンプを LME49720から、いつもの MUSES01に変えてみると、いつも通りの安心できる音にかわった。念のためにオシロスコープで発振がないことを確認して、これで完成とした。

完成を喜んでいたら、MUSES 01 が生産終了予定であることを知った。 2SK30A、2SK117、2SK170 などの FET や 2SC2837/A1186 などのトランジスタがなくなりそうなときに、ストックとして買い込んだが、オペアンプもそういう時代になりそうだ。 もはや、電気工作という趣味自体が結晶化し、終焉が近いのかもしれない。

AK4497SVQ miniDAC を作ろう・・・作成編

届いた基板をみながら、基板の配置を考える。 DAC基板から LCD基板のケーブル長の関係で、どのようにしても LCD基板をリモコン付きバランス型プリアンプと同じ位置にするのは困難だ。 加えて、アナログ部の配置がデジタル部と交差してしまうので、よろしくない。 前面デザインを合わせるプランは早くも挫折。

デジタル部とアナログ部ができる限り分離できるように基板類を配置すると、LCD基板は前面右側に寄せるしかない。 こうなると、スイッチ類を同じにするとやぼったくみえる。 ロータリースイッチを通販で発注してしまった手前、不良在庫にはしたくない。 つまみも発注しなおしだ。 マルツ仙台店の店頭販売中止は本当に痛い。 梅澤無線仙台店は平日の日中しか営業していないので、店頭売りは事実上利用できない。

バラックで動作確認後、DC5V電源基板を作成した。 実際には筐体で放熱だが、とりあえず 6cm x 5cm x 2cm の放熱板に取り付けた。 5°C/W 程度に相当するが、これがかなり熱くなる。 かろうじてさわり続けられる程度だ。 実際には、この負荷に同軸基板(秋月電子 AE-DIR8416)が加わるので、もっと電流負荷が大きくなる。 よって、DC-DCコンバータを使うことに決めた。 調べてみると、三端子レギュレータと同じピン配置という超高効率DCDCコンバーター 5V1Aがある。 0.5A 品で十分だが、1A品のほうが発信周波数が高いので、そちらを使うことにした。 これだと発熱は皆無だ。 パスコンには、在庫のOSコンを用いることにした。

秋月電子 AE-DIR8416の改造を行ってみると、コメント欄にあったように、ハンダがのらない。 フラックスをつけてもだめだ。 3C2V をハンダ付けしようとしても、不安定ではずれてしまう。 芯線が細く、ハンダ量が少ないためであろう。 やむを得ず、前回同様に細いシールド線で代用し、フラックスをたっぷりつけて安定してとめることができた。また、Amanero Combo384 のほうだが、USB入力端子を外にそのまま出すのは、ねじ止めの位置の関係で難しいことがわかった。 よって、NEUTRIK NAUSB-W を用いて、外出しすることとした。

オペアンプを NL8802 のかわりに、LME49720 にしても発振することはなかった。 問題はなさそうだ。 ここまでくれば、筐体の金属加工をすれば、すぐにできあがりだ。

to be continued…

 

miniDAC を作ろう・・・妄想編

単身赴任のアパート用に、リモコン付きバランス型プリアンプを作った。 少し動いて手を伸ばせばリモコンはいらないのだが、ボリューム調整のリモコンは本当に便利だ。 Ideal CE-30(幅300mm, 奥行き200mm 高さ100mm)に組んでいるので、ちょっと小さめだ。このケースで DAC を組んでみたいと思った。

手元にある DAC は、Soulnote sd2.0b(PCM1792A dual)、2台の Blue Snow DAC(AK4490 dual)Gustard DAC-A22(AK-4499 dual)であるが、音は DAC チップセット で決まるわけではないことを痛感している。 リファレンスをもっともうまく鳴らすのは、Blue Snow DAC(AK4490 dual)であり、Gustard DAC-A22(AK-4499 dual)はかろうじて合格である。 DAC チップセットの序列であれば、最高位は AK-4499 dual だが。

私が可能な DAC の自作となれば、頒布されているキットか基板を購入するしかない。 必要な仕様はバランス出力であること、USB入力と同軸入力が可能であることぐらいだ。 お気楽オーディオさんのAK4493-5 がいいかなぁと思っていたところ、リモコン付きバランス型プリアンプでお世話になった mi-take クリエイト から、AK4493SEQ dual MK2, AK4497SVQ が発売となった。 仕様が今回にはぴったりなうえに、Amanero Combo 384 使用時の DSD 対応など魅力的な機能がついており、こちらを利用することにした。 相談メールの上で、AK4497SVQ mono 基板を購入した。

Aliexpress から購入した Amanero Combo384 はこちら。 注文件数が多い商品を選んでいる。 同軸入力は手持ちの秋月電子 AE-DIR8416を用いて、前回の失敗を回避した改造を行って利用したい。

音質的にいじれるところは、電源とLPF に使うオペアンプだけだ。 電源トランスは、リモコン付きバランス型プリアンプと同じ、SONY 製の重厚な鋼板で覆われたEIトランス を使う。 電源部も mi-take クリエイトの電源基板 type-TinySP を使えば、± 15V 電源はニチコンFW 4700uF が平滑コンデンサだ。 いつものように PLMCAP を追加する。 そして、いつものようにニチコンKZコンデンサによるリップルフィルターを通してアナログ部に供給する。 オペアンプは、もともとは日清紡の NL8802 だが、とりあえず リモコン付きバランス型プリアンプ12HG7/12GN7A CasComp 単段差動アンプにあわせて、LME49720 で試聴を開始する。 もちろん、オシロスコープで発振の有無をチェックする必要がある。

5V については、この基板を使わずトランスから両波整流して別に作りたい。 デジタル部の変動をアナログ部から遠ざけたいからだ。 デジタル部については、ニチコンKZHを用いて平滑し、三端子レギュレータで放熱すれば十分だろう。

LCD表示やつまみをリモコン付きバランス型プリアンプにあわせて、同じ前面デザインにすると統一性があってかっこいいかも。 このためには、スイッチ類を増やす必要がある。 幸い DAC ポストフィルターの設定はロータリースイッチでもできる。
さて、もくろみ通りにうまくいくだろうか?

to be continued…

 

リモコン付きバランス型プリアンプ 完成 & はらわた

さて、肝心の音質の評価だが、Blue Snow DAC → 本プリアンプ → KT88全段差動アンプ → Dynaudio Contour 3.3 で行った。 すべての機材を 15分ほどウォームアップしたうえで、まずはリファレンスの試聴。 最初の数十秒で、不合格かどうかがわかる。

幸いなことに本機は合格だ。 先に失敗したフラットアンプでも、かろうじて合格だが、本機は、余裕で合格である。 あとは、弦楽四重奏や女性ボーカルを聞いて、不快感を感じなければよい。 初代ほどのゴージャス&わかりやすい快活さはないが、欠点は感じられない。 これでよさそうだ。 上記の組み合わせだと、オペアンプは、LME49720 より、MUSES 02 のほうが、いろいろ良さそうに感じたので、各種測定は、MUSES 02 で行った。 相棒のパワーアンプが変わると、また異なるかもしれない。

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左から電源スイッチ、LCD、Volume、入力選択だ。 LCD の下に見えるのは、リモコンの入力部である。
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ボリュームに相当する可変抵抗と入力切り替えのロータリースイッチは、アルミ板で共締めされている。 このようにすることで、操作によるゆるみを防止できる。
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右下に、リップルフィルタ基板が見える。
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いつものように、パスコンは PILKOR で 1µF (写真は、MUSES02 にする前に撮影している)
筐体のアース接続が確実になるように塗装を剥がすのを忘れずに。

ここまでくれば、あとは、相棒になるパワーアンプ次第。 パワーアンプの作成に力を入れたい。

リモコン付きバランス型プリアンプ フラットアンプの試行錯誤(その3)

よく考えれば、先に考えたフラットアンプは、不平衡出力に使えない。 もとにもどって、ぺるけ師匠の FET式平衡型差動プリアンプの回路を見直してみると、この回路は反転アンプである。 FET+エミッタフォローをオペアンプに変えても動作はするはず。 ただし、この場合は入力インピータンスを高くはできないので、アナログ対応バランス型プリアンプには使用できない。

本ページの特性は、MUSES 02 を用いたときのもので回路図とは異なる。

今回は一番最初に、差動ドライバ/レシーバとしての動作を確認した。 今回は大丈夫だ。 トランス二次側を開放すると、500kHz あたりに 15dB に及ぶピークがでる。 二次側に 2kΩを試しに入れたところ、ピークは 4dB で収まるが、抵抗値を小さくしてもあまり変わりがなかったので、残りは微分補正(上回路図の要調整のコンデンサ)で検討することにした。

左チャンネルを示す(右チャンネルもほぼ同じ)

微分補正のコンデンサ容量をいろいろ変えたところ、24pF では 200kHz でわずかに盛り上がる。 一方、47pF では、位相回転がプラス側に著しく跳ね返るので、適性な補正が 33pF であることがわかる。 この容量は左右とも同じであった。  高域の -3dB 点は おおよそ 400kHz である。 低域のほうはどの程度の出力かによって異なるが、4V出力においては、なんと 2Hz である。 Analog Discovery の発信器の制約から、これより大きな出力では測定できない。 ぺるけ師匠の記事通りの性能といえる。

左チャンネルの雑音歪み率 使用オペアンプ MUSES02 VP-7723A (LPF=80kHz)

歪み率特性をみると、20Hz では、0.1V出力ぐらいからひずみ率の低下が認められなくなる。おそらくトランスが飽和してくるためと思われる。 試しに 100 Hz も測定してみたが、0.2V出力ぐらいまでは 1kHz とデータがそろう。 これまでの WaveGene/WaveSpectra での測定であれば、100/1k/10kHz の測定で、0.001% のオーダーの測定はできないので、 きれいに 100/1k/10kHz の測定結果がそろったように見えるであろう。 トランスを使った影響が、ひずみ率の形でみえてくる。 上の雑音歪み率特性は、MUSES02 を用いたときのデータだ。

残留雑音は、VP-7723A (A補正)にて、左チャンネル 11µV、右チャンネル 12µV であった。 さて、肝心の CMRR は下記の通り。 左右のチャンネルで状況は異なるが、20kHz までは、60dB とれている。

左チャンネル(クリックで拡大)
右チャンネル(クリックで拡大)

性能的には、やっと目的を達することができた。 あとは音質。 果たして合格できるのか・・・。

to be continued…

リモコン付きバランス型プリアンプ フラットアンプの試行錯誤(その2)

次に考えたのは、ぺるけ師匠の簡易平衡→不平衡コンバータの応用である。 下記のように使えば、平衡入力・平衡出力が得られるはず。

ところが、この回路は入力インピータンスが異なるため、不平衡入力のときに、バランスが不良となる。 ぺるけ師匠の記事から、-入力側の入力抵抗を 30kΩとし、NF抵抗(上図の 20kΩ)を 60kΩとする必要がある。 60kΩという抵抗はないので、120kΩを並列にして組み上げた。

Analog Disocovery にて周波数特性を測定すると、1.5kΩにてトランス二次側をターミネートするだけではだめで、トランス二次側につながる NFB 抵抗を利用して、微分補正をかける必要があった。 下図にて赤は微分補正なし、青は 15pF、茶は 22pF であり、15pF が適正と考えた。

VP-7723A LPF=80kHz

歪み率特性をみると、出力電圧が 2V ぐらいから、20Hz の特性が頭打ちになる。 おそらくトランスが飽和してくるためと思われるが、8V程度まで 0.01% を切っているので、問題にはならない。

ところが・・・ 上記の回路だが、ラインレシーバとして動作しない。 そんなばかな・・・と思ったのだが、トランスの二次側から NFB をかけていることが原因らしい。 二次側のトランスの中点をGND につなぐとラインレシーバとして動作する。

せっかく作ってしまったこともあり、試聴してみると、高域がキンキンとうるさく感じるところがあって、疲れる感じがした。 この現象は、電子ボリュームの出力にオペアンプバッファがはいっていて、フラットアンプが低インピータンスドライブされるためらしい。 たかじんさんの PGA-2311ボリュームでも、100-200kHz の LPF を入れる対策をとっている。 本フラットアンプでもそのようにしてみたところ若干の改善は認められたが、基本的な性格は変わらないようだ。 どうやら失敗らしい。

to be continued…

リモコン付きバランス型プリアンプ フラットアンプの試行錯誤(その1)

今回のフラットアンプを考えるときに最初に考えたのは、ぺるけ師匠の平衡プロジェクトだ。 平衡・不平衡の入出力に対応している。 すなわち、バランス入出力のフラットアンプであり、差動レシーバ/ドライバとしても機能する。

参考にしたのは、ぺるけ師匠の FET式平衡型差動プリアンプだ。 最少の半導体で構成されているが、上記の条件を満たしている。 トランス出力としているのは、不平衡出力の時に、片側の出力をアースすれば使えるということが大きいようだ。 今回のフラットアンプでも、そのようにしたいと考えた。 ぺるけ師匠は、各種のライントランスの計測データも提示なさっている。 これをみると、日本光電の E-8480 が私の目をひいた。 ヤフオクで手に入れることができた。

問題はこれから。 アナログ対応バランス型プリアンプでは、470kΩの入力インピータンスで受ける必要がある(MUSES 72320 の出力をバッファなしで受ける)ので、ぺるけ師匠の FET式平衡型差動プリアンプのフラットアンプは使えない。 反転入力型の回路であり、入力インピータンスをあげるのは困難だ。 小さく仕上げるためにオペアンプを使うことを考え、下記のような回路を考えた。 ぺるけ師匠のように、トランスの二次側からも NFB をかけるが、一次側の出力からも NFB をかけておく。 このようにすることで、トランスがループに含まれる NFB 量を減少させ、安定化に役立つ。

※ 二次側のターミネートは下記に示した試行錯誤により決定

二次側のターミネートをつけるだけで、上図の周波数特性が得られた。

VP-7723A LPF 80kHz(バラックでの測定)

上記に示したのは、バラックでの仮測定のときの歪み率特性である。100Hz が少し悪いのはシールド不十分のための雑音が影響していると思われる。

聴いてみると、なかなかゴージャスなご機嫌サウンド。 ビッグバンドジャズがよく映える。 ところが、これは失敗作であった。 なぜなら、CMRR を測定したら、6dB 程度しか取れていない上に、差動ドライバとしては動作しないこともわかった。

to be continued…

リモコン付きバランス型プリアンプ 構想編

mi-take クリエイトから購入したのは、PGA2230 によるバランス型ボリューム基板と専用電源基板、表示用LCDである。 これにフラットアンプを自分で作成する。

電源には SONY 製の重厚な鋼板で覆われたEIトランスを使う。 ちょうど専用電源基板にちょうど良かった。 

専用電源基板は、SBD で整流、ニチコンの FW が用いられており、自分の趣向にもあう。 ただし、FWのパスコンとして、PMLCAP 35V 4.7μF を追加した。

基板裏に PMLCAP をはんだづけした。

PGA2230 によるバランス型ボリューム基板には、デジタル制御の 5V とアナログ部分に供給されると思われる±電源が必要である。 専用電源基板は三端子レギュレータなので、このあとに、大好きな KZコンデンサによるリップルフィルタをいれてから、PGA2330 に供給する。 このあたりは、アナログ対応バランス型プリアンプと同じ。 PGA2330 基板とフラットアンプ基板には、それぞれリップルフィルタがはいる。

今回は電流が少ないので、トランジスタのベースのKZ は 100μFとした。

PGA2230 によるバランス型ボリューム基板は、リモコンに対応している。 リモコンの受光部がすでにはんだ付けされているので、これをはんだ吸い取り機(HAKKO FR-301)ではずして、フロントパネルに取り付けることにした。 取り付けは、例によって、ホットボンドだ。

手元に、4回路3接点のロータリースイッチがあるので、これを利用して3入力とするが、うち1入力を RCA 端子とする。 フラットアンプに差動ドライバの役割も持たせる必要がある。 最悪の場合は、アナログ対応バランス型プリアンプと同じように、変換基板を作ることにするが、できれば、今回はぺるけ師匠の差動型プリアンプのように、トランスを用いて、差動ドライバ/差動レシーバの役割を持たせたい。

電源電圧が ±14.4V のみであることと省スペースという制約のなかで、平衡・不平衡入出力に対応できるフラットアンプを作成することがこのリモコン付きバランス型プリアンプの成功のカギを握ることになる。

to be continued…

リモコン付きバランス型プリアンプ 妄想編

メインシステムで使用しているバランス型プリアンプには、全ての操作をリモコン操作が可能という特徴があり、たいへん重宝していた。 このバランス型プリアンプを不注意な改造で壊してしまったときに、もしも修理できなかったときのことを考えていた。 2025年7月現在のたかじんさんのバランス型ボリューム基板には、リモコン操作可能なものはない。

ウェブ上で調べてみると、バランス型プリアンプのシャーシ(タカチ WO99-43-33S)にうまく組み込み可能なものに、mi-take クリエイトPGA2230 によるバランス型ボリューム基板がみつかった。とりあえず、各種の関連基板等を確保した。

幸いにして、バランス型プリアンプは、たかじんさんのご支援により修理できたので、この基板を用いて、単身赴任先で用いるプリアンプを作成することにした。

購入した基板はボリューム基板のみなので、フラットアンプが必要になる。 アナログ対応バランス型プリアンプでは、設置面積が少なくてすむClassAA フラットアンプを採用したが、この構成には大変大きな欠点がある。 CMRR(同窓除去比)が 0 ということだ。 バランス型プリアンプを改良しようとして、故障させてしまったのもこの点を改良しようとしたためであった。

よって、新たなフラットアンプを検討する必要がある。 一番良いのは、もちろん、たかじんさんによる入出力バランスアンプ NNBA-1 基板を採用することだが、7cm x 10cm 2枚構成ということで、小さくまとめることのは困難だ。 ヒートシンクがトランジスタに支えられる構造から、縦置きはよろしくない。 アナログ対応バランス型プリアンプもスペース的にも、電源容量の観点からも、NNBA-1 基板は採用できない。 どちらでも使えるフラットアンプを作り出す必要があるのだ。

ケースは単身赴任先で使用することも考え、できれば余り大きくしたくない。 そう考えていたときに、ヤフオクで、Ideal CE-30(幅300mm, 奥行き200mm 高さ100mm) が投げ売りされていた。 廃品種になったようだ。 ちょうど良いので複数確保することにした。

追伸 アマチュア向けのシャーシ/ケースがどんどんなくなっていく。 LEAD はアマチュア向けから撤退してしまった。 予定では夏ごろとのことであったが、KT-88全段作動アンプ で使った MK-400 はあっという間に売り切れてしまい、予備を購入できなかった。

to be continued…