2018/08/12

PCM63P NOS DAC

PCM63Pをターゲットに設計されたファインメットIVトランスをTDA1545Aでなんとか使おうと四苦八苦していますが、まずは設計者が意図した音を知るために、PCM63 NOS DACを一つ組んでみました。
DAC
シングルチャンネルのDACチップですので、LRCKを反転する必要がありましたので、74HC04のインバーターを使いました。
PCM63P
それほど部品点数も多くないので1時間ぐらいで完成です。
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±電源は準備するのが面倒でしたので、ひとまずは安定化電源。
簡単な測定をしてみましたが、相当優秀な結果に。
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内部抵抗も測定してみましたが、660Ωとデーターシートとほぼ同じ値となりました。
TDA1545Aと比較して低い値となっているのは、内部的バイポーラのバイアスがかかっているからでしょう。音にもその影響が聞き取れます。位相フラットな音の自然さはなにものにも代え難いです。
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そこで、このバイアスのオON/OFFが切り替えられるようにジャンパーを取り付けました。
ここまでは安定化電源で正負電源を供給していました。どうせならということで、6V-0-6V 300mAが6パラ出力できるトランスがあったので、1N4004で分圧して±5Vを供給しました。
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なかなかこの音で納得できない人はいないのではないでしょうか。専用トランスを準備することで、ここまで簡単に素晴らしい音が出力されるとは目から鱗でした。
2018/08/04

TDA1545Aの出力インピーダンス

いつかは、TDA1545A専用のIVトランスをと思っています。それにはTDA1545Aの出力インピーダンスが必要との事でした。データシートに記載されていませんので実際に測定しなければいけません。アンプのダンピングファクターを測定する方法が適応できるのではということをお聞きしましたので早速検討してみました。
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r0をTDA1545Aの内部抵抗として、出力端子に負荷抵抗としてRを接続して0dBのサイン波を出力して両端の電圧を測定します。TDA1545Aの場合はGNDとの比較ではなくてバイアスとして3.3Vをかけてありますので3.3Vと出力端子ので交流電圧の測定となります。負荷抵抗を2種類(R1,R2)を準備し、回路に流れる電流をそれぞれI1,I2した場合、I1*(R1+r0)=I2(R2+r0)が成り立つので、これをr0について解くとr0=(V2-V1)/(I1-I2)となります 。波形生成ソフトはテスト信号発生ソフトのWaveGeneを使いました。
電圧の測定ですが、最初はハンディタイプテスターのVacレンジで測定していたのですが、2khz以上の電圧値が低くなってしまい正確に測定ができませんでしたのでオシロコープのVp-pを測定することで電圧を測定しました。
また、波形を観察するにあたりDVDD,Vref,Vbiasの電圧で波形が変化するので、データーシートの値を参考に、DVDD:5V, Vref:1.5V,Vbais:3.0Vとしました。
11kΩ

2
1.09hz
抵抗IVで行う場合1.09Ωを超える値では波形の歪みが大きいという事になります。先にも述べましたがこのあたりはバイアス電圧やVref電圧も関わってきますので適正な値があると想像しています。この測定結果を元に、DACの内部抵抗を三sヌツすと約8kΩとなりました。
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なにはともあれ、内部抵抗の測定ができましたので、この結果を元にTDA1545A専用のIVトランスの設計nに反映させようと思います。







2018/07/28

基準となる音

TDA1545Aに限らず、電流出力のDACの音質の基準となるのはやはり抵抗IVだと思います。しかしながら、この抵抗IVですがいかんせん音質が今ひとつ。しかしながら、今後トランスIVを進めて行くにあたって一つの基軸を作る必要があると思いました。
しかしながらカップリングを使うとそこでまた音質が変化しますので、できる限り使いたくありません。そんな折、戦友のGreece7さんのブログ記事に抵抗IVに対して参考となる記事が掲載されていました。

オーディオ四苦八苦〜蜃気楼の果てに〜
TDA1545A 抵抗IV編
この中の記事のVref 5V, 3Vp−pをセンターに最大振幅 2Vp−pという部分が目に止まりました。

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TDA1545Aの抵抗IVの出力は3Vでオフセットされているので、直流をカットしないといけないのですが、見方をかえれば、3Vを次段のアンプのGNDとすれば見かけ上0Vを中心に2Vp-pとなります。

ただし、この方法ですがDACの出力インピーダンスが高くなるため、アンプの受け側のインピーダンスが高くない場合は、周波数特性が変化することになります。真空管アンプなどは十分受け側のインピーダンスが高いので問題が置きにくいですが、それ以外の種類のアンプの場合は要注意です。
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DAC側のGND-Aとアンプ側のGND-Bには絶対的には3Vの電位差がありますが、共通GNDを取らない限り相対的なGND電圧はありません。
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2018/07/21

TDA1545A J-FET IV基板

2017/2にGreece7さんのJ-FET IVをユニバーサル基板で組んで追試したところ、トランス以外ではかなり良い音がしていましたので、すぐさま基板を1枚起こしてありました。初心者の私が設計したこの基板は電源分圧の回路やシフトレジスターの回路を5cm角におしこんだため、出来上がった基板のところどころの配線が接続されていませんでした。その結果ノイズまみれの音となり、原因究明もそこそこに机の前にはいつも置いてありました。こういった類いの不具合対応は、特に完了時期を設定していないのでモチベーションが高くならないとなかなかすすまず、1年以上放置してありました。
FET

今週の頭からアメリカ出張という先週の金曜日に生まれて初めて痛風を踵に発症し、医者にいってなんとか歩けるように処置をしてもらい、部屋で音楽を聞いていたところ、なにげにこの基板がめにとまりました。回路は頭には入っていましたので、テスターを持ち出して導通チェックをしたところ、電源のGNDとDACや分圧ダイオードのGNDが接続されていませんでした。そのため早速ジャンパー配線をして電源を供給して各部位の電圧を確認したところ、正常な値となりました。そこで早速DAIを引っ張り出してきて配線をしました。
JFET
写真ではAK4113のDAIからRJ16を入力していますが、74HC594のシフトレジスター実装することでI2Sも受ける事ができます・
久しぶりにJ-FET IVの音を聞いたのですが、出力のカップリングの容量が小さすぎて低音が抜けてしまいました。そこでをある程度大きい値にしたところ十分な低音が再生されました。メインのトランスIVと比較すると低域がもたつくのと高域のクリアさが今ひとつですが、電源の品質にあまり左右されずにある程度の高音質でした。
このTDA1545Aですが、RJ16受けという事と出力バイアスが3V程度必要ということでであまり作例はありませんが、私が試した範囲ではおなじ方式のDACのなかではTDA1545AとTDA1310が音質が良く感じました。これはIV変換するときにバイアスを必要とする事が関係しているのかもしれません。
このJ-FET IVですが使用するJ-FETでも音はかなり変わります。以前にも記載していますが、2N5462が一番高音質でした。J-FET は費用対効果が非常に高いと思います。

この基板ですが、トランスIVでも使う事ができるので、必要な時に使っていこうと思います。

2018/07/14

電流出力専用IVトランス

TDA1545AのIVトランスは現状ではTLT-1010を使っています。このときの合わせ込みはIfs 2mAで2Vを出力するために、1kΩ近くの負荷抵抗としています。そんなおりPCM63用ではありますが電流出力専用IVトランスをお借りする事ができましたのでTDA1545Aで試してみました。
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このトランスですが入力インピーダンス1.2kΩ出力インピーダンス32kΩのものです。とりあえず負荷抵抗無しにTDA1545Aの電流出力を接続してみましたが若干歪みっぽく、オシロで波形を確認したところ上側の山がつぶれ気味でした。そのため50kΩの精密可変抵抗をとりつけて波形の調整をしました。31kΩ以下で対称な波形となりました。
PCM63の出力インピーダンスは670Ωで、それにあわせられて製作されたものとなるとTDA1545Aとの出力インピーダンスとはミスマッチのの可能があります。
実際のところTDA1545A専用のIVトランスを設計するには、TDA1545Aの出力インピーダンスが必要との事でしたがデータシートの記載はありません。とりあえずのPCM63用のIVトランスですが、負荷抵抗で簡単に波形調整したぐらいですが、さすがはIV専用という事もあり相当高いクオリティでした。
2018/07/07

試作品トランスの評価

SamizuAcousticさんから1010サイズの試作品トランスが着弾。何に使えるかどうか分らないのでいかようにも料理してみてくださいとのこと。まずはハイテスターで1次と2次のインピーダンスDCRを測定してみました。2次側のインピーダンスが600Ωでしたのでライントランスであることは間違いないのですが、一次側のインピーダンスが極端に低くもしこれをライントランスとして使うのでしたら、教科書通りで考えると接続する機器の出力インピーダンスは更に低いものが要求されます。
 SamizuAcouticsさんからの評価依頼がある試作品は一筋縄でいくものがあまり無いのですが工夫するととんでもないものに大変身するがしばしばあります。
まずは普通にライントランスの使い方でTDA1545A トランスIVの出力に接続してみました。
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一聴して、TLT-1595の傾向の音なのですがコアサイズの大きいためか音にゆとりがあって低域までフラットに伸びているのを感じました。ゲインもそこそこあります。

さて次にTDA1545AのIVとして利用できるかどうかの検討です。
まず、爆音になる可能性があるのでボリュームをかなり絞って負荷抵抗なしで接続してみました。
TLT-1010の場合は負荷抵抗をつけないと音がワレワレですが、とりあえずクリアな音がかすかに流れてきました。音量をあげていっても音がワレるどころかそのままクリアなままです。負荷抵抗を無しでまともとに音が出たのは今回が初めてです。解像度は相当高くてTLT-1010+ファインメット抵抗のIVと同等がそれ以上。ただ、50Hz以下の低音の位相がおかしく逆相接続したような音となりました。中高域についても、音の前後感が不自然な部分がありました。

もともとIV抵抗として設計されていないものですので、TDA1545AのIVとして使うには負荷抵抗で調整する必要がありそうです。この試作トランスはライントランスとして使うのがよさげです。
2018/06/30

2A3シングル グリッドリーク

私の真空管アンプのバイブルの【真空管オーディオハンドブック】中に下記の記載があり目に止まりました。
==抜粋==
直熱管ではグリッド電流が流れやすいので、グリッド抵抗をできるだけ小さくする必要があり、段間トランス結合にする、あるいはグリッドチョークを用いる事がすすめられる。
その理由は出力管では負のグリッド電流が存在し、グリッド抵抗上に正のバイアスが生じて出力管の性能が低下することがある。そのときグリッドチョークコイルを用いれば直流抵抗が低いので動作が安定する。
======
さっそくSamizuAcousticsさんに製作をお願いしてグリッドリーク抵抗をチョークへ交換しました。DCR 3kΩ 600Hです。もちろんファインメット。コアは1010と同じサイズです。
Grid
2A3のグリッドリーク抵抗の値は470kΩですので、直流的には一気に3kΩレベルまで抵抗が小さくなったことになります。それでいて交流的には600Hというとてつもない抵抗です。これによって、増幅段からみた交流的なインピーダンスが高くなって、動作も安定する方向となります。
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ここで気をつけなければいけないのは、段間カップリングとグリッドリークチョークの回路でハイバスフィルターの回路が形成されます。増幅段の6SN7GTの抵抗を6.7kΩとした場合。OKAWA ELECTRIC DEDIGNさんのサイトで計算すると下記のようになります。また、減衰が始まる付近にピークが現れるとともに位相が変化します。

【カップリング容量別カットオフ周波数】
    CUT OFF
=======
0.1uF 20.5Hz
0.22uF 13.9Hz
0.33uF 11.3Hz
0.55uF 8.8Hz
1uF 6.5Hz
=======
【0.22uFのグラフ】
0.22

このハイパスフィルターの効果はかなり顕著で、0.55uFより大きくすると高域が顕著に曇りはじめます。GS-1での再生の場合0.1uFですと低域が明らかにカットされているのがわかりましたので0.33uFないし0.55uFで試聴中です。 
2018/06/24

中田式D/A変換フルデジタルアンプ

ナカタのDigital Wonder LandのWebmaster様から特許を取得された方式のアンプをお借りして試聴させていただいてます。
中田

この方式ですがDSDシグナルをその解像度のままPDMに変換して電力増幅してスピーカーを駆動するというものです。一般的なデジタルアンプが数百khzの解像度なのに対してMhzレベルの信号の駆動となります。
これまで、デジタルアンプはSONYのSmaster Pro搭載の物、中華で音質がよいと言われている物など十数台は試聴してきましたが、どうしても空間再現性がいまひとつでした。ただデジタルアンプの低域の制動力は同じ価格帯のアナログアンプと比較して非常に優れていると思います。

今回お借りしているものの電源は、なんと2AのスイッチングACアダプターで出力もミニワッターレベルしたので、出力される音質には正直いってあまり期待はしていませんでしたが、写真のFE87のフルレンジで音をだしてみたところ、スピーカーからの音離れもよく空間も再現され低域も、このスピーカーとしてはきっちり制動された低音となっていて驚きました。開発品とはいえ、どのレベルのアンプとの比較すればよいのか正直いって悩みました。市販品の20万円前後のアナログアンプなどよりは十分に高音質です。真空管アンプでこの音のレベルにするのであれば、ミニワッターとはいえ結構立派なアウトプットトランスが必要になってくると思います。

ということで、厳しめの評価にはなってしまいますが、メインで使用しているオールファイト、ケミコンレスの2A3シングルとの比較です。

まずはGS-1に接続してみましたが、やはりLCRネットワークが介在しているためあまり良い結果にならず、空間の再現も希薄で弦楽器の倍音の構成バランスも悪くとても比較できる音質ではありませんでした。低域の再生能力を確認するため、ネットワークを介さずにGS-1低域部に直結してみましたが、素のSV-2A3と同じ程度の低音の再生能力ははるのですが、残念ながら50Hz以下の再生には厳しいものがありました。低域の解像度はメインと比較してもかなり低いようで、ダブルベースやドラムが絵画的な定位となり立体感が薄い結果となりました。

次にネットワークの無いシングルコーンということで励磁スピーカーを駆動してみました。凄まじいレスポンスですのでアンプの粗が丸裸になります。中高域の空間の構成かなり緩めで楽器の芯がはっきりなく付帯音もオーバーラップした感じです。なにか制動が今ひとつかかっていないような感じでエコー成分が過多となり、ピアノなどの楽器の低音部と高音部の位相が異なるのか定位する位置が異なりました。このあたりは一般的なアナログアンプでも同様になる事がよくあるのですが、低域の空間再現性と比較するとかなり誇張した中高域の空間再現となりました。またトライアングルやシンバルなどの音が耳につく音がしてしまっているということと、奥行き方向の空間再現性に乏しい結果となりました。弦楽器の倍音のバランスもあまりよくありません。なにかDSPをかけたような音場の構成に近い感じです。このあたりは、電源を整備しないと改善しない場合が殆どですので、スイッチング電源では仕方が無いところだと思います。

ただ、FE87のようなあまりレスポンスのよくないユニットについては、これらの傾向がうまく当てはまり、これまでで一番アナログに近い解像度の高い音質となりました。しかしながら空間の再現性にかなりクセがあるので、このクセをどのように取るのか、あと低域の解像度をいかに改良するかと行ったところが今後の課題だと思います。ひょっとするとPDM駆動のアンプには専用で設計されたスピーカーが必要なのかもしれません。

音質的にはとても高いクオリティですので、空間再現と周波数の位相バランスを調整すると共に、低域の解像度および50Hz以下のレスポンスの向上が課題になると思います。ということで、初めてデジタルアンプである程度力をいれてみようという気になりましたので、1台クローンの作成をお願いいたしました。今後も私なりに追試をしていこうと思います。
2018/06/16

GS-1低域補正回路のコンデンサー

GS-1ですが高域ユニットと低域ユニットの能率を合わせるために、高域ユニットの能率を12dBさげてあります。そのままGS-1を使う場合は内蔵されている低域補正回路を使用することになりますが、外部ののものを使う事も可能です。ただし外部に低域補正回路を構成する場合、その後につなげられる機器のインピーダンス特性によって、低域補正回路自体の特性が変化しますしシュミレーションをすれば分るのですが、いかような定数でも構成できるので固定した定数で回路が組めないのが難点です。ディスクリートで組みますので部品は至ってシンプルな構成で、私はWE Plate抵抗、ファインメット抵抗、フィルムコンデンサを使って構成しています。
ほせい1
そんななか、フィルムコンをBlack Matterから振動特性がすぐれているMundorf EVOに交換してみました。どちらも可聴域の位相変化はありませんがそれを外れた領域ですとBlack Matterの方がすぐれています。
ほせい2
拍子抜けでしたが、音の傾向の変化はほとんどなく違和感もありませんでした。これでしたらどちらでも良いって感じです。この低域補償回路の難点はWEのプレート抵抗の部分をファインメット抵抗化すると空間表現は更によくなるのですが、多少発振気味となります。こちらの方をつめた方が良いのかもしれません。

2018/06/10

一年振りの妙高

平日振り替え休日を取得して約1年振りにSamizuAcousticsさんにお邪魔してきました。
ロゴ
朝一番の名古屋発長野行きのしなの1号に乗り込み早速PCを立ち上げました。平日ということでメールの処理だけでもやっておかないとで後で地獄を見ます。
しなの
時間通りに長野に到着。梅雨に入ったというのに天気もよく名古屋とあまり変わらない気温でした。
郵便を出すついでがあるということでコンビニ経由で郵便局へ直行。
郵便局
三水の郵便局はとてもおしゃれです。
丁度昼時でしたので、かなり遠回りになりますが、無理をいって富倉そばへつれていってもらいました。
そば
メニューはもりそばと大盛りの2種類だけ。一般客とリピーターで量が異なります。ここの大将ですが、いつも私をみると、いつもこれでもかといって蕎麦をもりつけてくださいます。居心地もいいのでついつい長居してしまいました。

SamizuAcousticsさんに到着してからしばらくしてから、ひとりきり雑談も終わったのでDACのセッティングにとりかかりました。
DAC
まずは簡単に音だしをと、WM8805のDDCバージョンの電源につないでみたところ、今回持ち込んだものでは必要な電圧を得る事ができませんでした。
消費電流は今回のAK4113バージョンが5V 50mA、WM8805バージョンが5V 35mAと15mAの違いです。
電源1
という事で急遽構成を変えて急遽新たに電源をもう一つ作る事にしました。
電源2
チョークのインダクタンスを減らすと共に、DCRをさげ電流変動による電圧変動を抑える方向ですが、リップルが残りますので大量のフィルムコンで平滑化です。もちろんチョークインプット。拙宅の構成とかなり近い電源です。こちらですと正常動作しました。エージング前ですが及第点をあげられる電源でした。SamizuAcousticsさんさすがです。

夜になって翌日の妙高オーディオ倶楽部発表会の会場セッティングが終わられたS氏ご一行と合流となりました。明け方までいろんな話をお聴かせいただきとても勉強になりました。毎度毎度とてつもなく濃密な話です。この一年取り組んできた事のおさらいと、今後の方向性の確認することができました。

翌日は愛犬のドーベルマンと一緒に妙高の大自然の中を散策した後、発表会会場へいきました。
看板
駐車場もかなり混雑していて大盛況でした。バザーを物色しましたが触手が伸びる商品はありませんでした。無料の真空管もありましたが、まったく知らない物ばかりでしたのでパスさせていただきました。
会場
会場には見慣れた顔もちらほら、今回は18組のエントリーでした。私も含めて平均年齢がどんどん上がってきているのを感じます。
開始前
みなさん、相当の拘りをもって参加されているようでした。このモチベーションの高さは敬服に値します。皆さん少しでもよい音を聴かれたい一心なのですね。

夕刻には自宅に到着したかったので、午後には妙高高原駅まで送っていただき帰路につきました。前夜殆ど寝ていない事もあって、ほとんど瞬間移動で自宅までたどり着いた感じです。

DAC第3段を依頼されましたので、気が向いたら取り組もうと思います。