DJ総合

2020年5月10日 (日)

無帰還A級25Wパワーアンプ(基板頒布あり)

Cimg5979

 

以前、無帰還電圧アンプをこのブログで紹介したが、保護回路をどうするか保留にしたまま4年経ってしまった。
通常はスピーカー保護回路をつけて、リレーを使ってDC検出時にスピーカーを切り離すということをするが、リレー接点が入るのがいやなのでどうするか保留にしていたのだった。

この問題を解決するため、フォトボルでMOSFETを駆動してリレーの替わりにするという手段がある。これは一般的に知られたやり方なのでおそらく問題はないだろうと考えていたが、自分でやってみて特性に問題が出ないことを確かめたいと思っていた。今回コロナで自粛生活が続いており時間もあったので検証し、問題がなさそうだったので保護回路入りでアンプ基板を起こして作り直してみた。アンプ回路を図1に示す。

Schematic

図1.無帰還A級25W電圧アンプ
保護回路はベースとエミッタから入力する古いタイプのシンプルなものにした

 

回路は初段ダイヤモンドバッファで受けた後カレントミラーで電流を約2.2倍増幅し、RV2でI/V変換するとともにここでオフセット調整し、この段でバイアス電圧を発生してQ14、Q15以降の終段をドライブする。

全高調波歪+ノイズ(THD+N)の測定結果を図2、図3に示す。

Thd_l

図2.THD+N(Left)

 

Thd_r

図3.THD+N(Right)

 

今回は半導体のペア取りをまじめに行ったためか、あるいはひずみ率測定にwavegeneの「FFTに最適化」を試したためか、
前回の測定よりも若干よい特性になり、図3では一部0.01%を割り込む結果となった。

周波数特性は図4に代表して右チャンネルを示す。
また図5には10kHz矩形波の出力を示す。

Freq_res

図4.周波数特性
-3dB ポイントはおよそ300kHzあたり

 

10krect

図5.10kHz矩形波出力
群遅延によるひずみもないので位相補償なし

 

周波数特性と矩形波も問題なし。

出力インピーダンスと、スピーカープロテクト電圧の実測値を表1,表2に示す。

 

表1.出力インピーダンス
Impedance

 

表2.スピーカープロテクト電圧
Protect

 

出力インピーダンスは前回の測定とほぼ同じだ。むやみに低いよりも若干電流駆動気味になるため、スピーカーの低域と高域の特性がほんの少しだが持ち上がる。

スピーカープロテクトは±で若干非対称だが、問題のないレベルだと思う。

 

今回の実装基板を写真1に、アンプ組み込みの様子を写真2に示す。

Imgp3495

写真1.今回製作した基板

 

Imgp3512

写真2.組み込んだ様子

 

前回に引き続き今回も使用したCincon社のスイッチング電源CFM60S240は小さく安価だが、50Hz系のリップルやノイズが非常に小さく、フェライトコアのみの対策で十分な特性が得られた。

 

部屋では相変わらずauratone 5cをメインのスピーカーとして使っており、以前発表した無帰還電流駆動アンプを普段使いにしていたが、1年ほど前に知人が遊びに来た際に聴き比べをして、それ以来この電圧アンプを(保護回路がない状態で)つないだままになっていた。
通常、音に何か問題があると1~2ヶ月で機材を替えることになる(なぜか替えた瞬間は判断できない)が、この電圧アンプは1年ほど問題なく聴いていたのでスジは良いのだろうと思う。

今回はすんなりうまくいって残りの基板があるので、ご希望の方に頒布します。
生基板2枚ひと組(ステレオ分)と、製作説明書と回路図、部品表等の資料、製作例、LTSPICEのシミュレーションファイルをセットで2000円+レターパック代520円の合計2520円で頒布します。(自力で部品収集、部品選別、調整できる方が対象です。)

ご希望の方は表題に「基板頒布」とお書きのうえ、

dj_higo_officialアットhigon.sakura.ne.jp
(アットを@に替えてお送りください)

までお送りください。代金の振込先のご案内メールをお送りします。入金が確認でき次第発送します。

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2020年3月21日 (土)

危機に備えること

2020年3月21日現在、世界は新型コロナウィルスの脅威にさらされ、未曾有のパニック状態になっている。

新型コロナが発生する以前も、ここ3年ほどは竹島や尖閣諸島の問題があり、北朝鮮もいよいよ追い詰められてきた感があるため、有事を想定して備えておく必要を感じていた。食料は一か月ほどはなんとかしのげる程度の備蓄をしている。

備えとして何を用意しておくかを決めるために、非常事態にはなにが起きてなにが問題になるのか想定してみよう。食料や飲料は当然のこととして、ほかに何が必要だろうか。
まずいちばん問題になるのが、情報網ではないか。ケータイとネットが落ちてしまったらもうほとんどどうしようもない。さらに停電になった場合もかなり致命的な状況となる。電池式のラジオでもあればラジオ放送は聴けるが、そもそも放送局が無事である保証はない。電気と通信インフラがダメになったら手も足も出ない。

そういうわけで、最低限、電源を確保するために、エンジン式の発電機か充電池式の非常用電源を買っておくべきかどうか考えていたが、それを使うべき時が10日後なのか5年後なのかわからない状態では、いざその時に使えるかどうかという問題がある。エンジン式の発電機はガソリンが酸化するとエンジンがかからなくなるので、ガソリンを入れたまま放置しておけば一年後に機能するかどうかは怪しい。充電池式(リチウムイオン電池)の非常用電源は、使わなければ電池劣化の可能性があるため、やはり年単位の備えとしては不安が大きい。

通信網が遮断された場合に威力を発揮しそうなのは無線機だ。前にも書いたがアマチュア無線のトランシーバーを持っているので、いざというときに情報の収集ができそうだ。これなら電話やネットなどの通信インフラとは関係なく運用できるし、電池さえあればいつでも使える。

そういうわけで、きょうは近所のダイソーに予備の電池を買いにいった。6本110円のアルカリ単3電池を5組30本。在庫のエネループも10本ほどあるので、これだけあれば急場はしのげるだろう。ケータイの充電アダプタも単3電池でOKだ。

買い物ついでに撮ってきた写真を何枚か貼っておく。EOSM+EF-M22mm。

6 5 4 9 12

 

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2019年9月20日 (金)

ESP32で44.1k/16bit WAV再生

2016年の暮れにESP32というマイコンが発表され、安いしwifiもblueToothも使えるし、ADCもDACもI2CもSPIも使えてしかもArduinoで開発ができるので、当時からおもしろがって実験したり、仕事の試作に使ったりしていた。

SPIが使えるのでSDカードからWAVデータを読み出してI2Sで出してDACにつなげばシンプルなプレーヤーが作れるし、wifiが使えることを考えると、いろいろおもしろい実験ができそうだと考えていたら、誰も考えることは同じようで、ネット上にもESP32をつかったWAVプレーヤーの実験記事が散見された。

ところが実際にやってみると、Arduinoのライブラリにバグがあるのか、どうしても44.1K/16bit(CDと同じフォーマット)のI2Sが出せなかった。製作記事もよく見るとビットレートを32khzで妥協したりしていた。

しばらく試行錯誤を繰り返していたが、どうやらライブラリのバグが改善されないと解決できないらしい、ということで保留にしていた。

ところが、先程別件で調べ物をしていたら、Gitに44.1/16bitを明記したプレーヤーが載っているのを見つけた。

https://github.com/MhageGH/esp32_MusicPlayer

早速ArduinoでESP32ボードに書き込んでI2S波形を見てみると、どうやらちゃんと出ているっぽい。

I2s

このI2Sの波形を見てわかるとおり、これは松田聖子さんの「Rock'n Rouge」だ。(うそです。I2S波形をみても曲はわかりません)

一応音を聞いて確認したいので、部品箱にあったPCM5102をつかって、バラック配線で急ごしらえしてみた。

Esp32_wav

SDを直接ハンダ付けしているように見えるが、実はmicroSDカードのアダプタをmicroSDのホルダ替わりに使っている。microSDアダプタはAliで安く買えるので、microSDのホルダ基板なんかよりも気軽に使える。

PCM5102は使いやすいデバイスで、内部PLLを使えばMCLKがいらないし、しかも内部に負電圧を発生するレギュレータを積んでいるので、+3.3Vの単一電源の供給で、出力は0V中心で信号が出てくるので直結可能だ。接続はESP32から+3.3V、GND、BCLK、LRCLK、DATA。おおもとの電源はUSBの充電ケーブルでESP32に供給する。

ちょっと乱暴だが、直接ヘッドホンをつないで音を聞いてみた。ちゃんと鳴っている。

2016年の秋ごろ、PICの勉強も兼ねて、PIC32MXとPCM1795でSDカードのWAVプレーヤーを作ったが、それはもう大変な労力で、PICもC言語も初めてだったのできちんと音が鳴るまで4ヶ月もかかった。(今思うとPICの練習用に最初に着手するには無謀な課題ではある。)

きょうは記事を見つけてから3時間で音が聞けた。どんどん楽になるなあ。

 

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2019年9月 4日 (水)

ジャケ買いが失敗する理由

バンドの友だちが打ち合わせに来て、将来アルバムを出すときにどんなジャケットにしようか?という話になった。

そういえば、DJを10年ほどやっていて、ジャケ買いがことごとく失敗する理由がわかったよ。

 

どうして失敗するかというと、

○アルバムの出来が良い場合

①おお、すばらしくいい内容のアルバムができた!

②これはもう内容で勝負できるので、ジャケットはテキトーな集合写真か幾何学模様かなんかでいいや。

 

●アルバムの出来がわるい場合

①うーんどうも今回のアルバムは内容がいまいちだな。

②でも売れないと困るし……

③なんとかジャケットで気をひくようにして、できるだけ売りたい!

 

というわけで、売り手のジャケ買い戦略にまんまと引っかかっているのだ。

だとすれば、できるだけ地味で気を引かないジャケットで買う「逆ジャケ買い」してみるといいかもしれない。

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2019年1月26日 (土)

サルサの空耳

タモリ倶楽部の空耳アワーにおそらく10曲以上応募しているが、いまだに採用がない。

応募した曲はすべてサルサ。

実力不足だといわれればそれまでなのだが、長いこと空耳アワーを見てきて、サルサの曲が出てきたのを観たことがない。

ひょっとすると番組製作が利用しているレンタルCDショップにサルサがないのではないかと思料している。

考えてみれば、サルサDJをやる場合にもっとも苦労するのは当然ながら曲集めで、レンタルショップで集められるようならなにも苦労はない。

かなりフロア面積の大きなCDショップでも、「ラテン」という大きなくくりはあっても「サルサ」に特化した棚があるようなことはほとんどない。

タモリさんはパーティーを主催するほどのサルサ好きとのうわさがある。
空耳アワーもせめてラテン部門を創設してくれないかな。

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2018年11月14日 (水)

2018/11/13 プレイリスト@CLUB GT

イベンターのテツさんにお声がけいただき久々のDJです。


今回は自社開発のスーパーサンプリングD/Aコンバータ(SSDAC)を公の場に世界で初めて投入しました。
SSDACはデジタルデータをスプライン関数で64倍スーパーサンプリングする技術で、波形再現性と過渡特性に優れており、従来デジタル音楽再生に宿命的について回るプリエコー、ポストエコーの問題を解決して高音質を実現したD/Aコンバータです。興味のある方はトランジスタ技術10月号をご覧ください。


さて恒例のプレイリストです。

2018/11/13 PLAY List



いかがでしたでしょうか。
また次回みなさんとお会いできる日を楽しみにしています。


いつも遊びに来てくれてありがとう。


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2016年9月 2日 (金)

選曲論【1】 

DJ選曲論というカテゴリーを作っておきながら選曲論を書いていなかったのは、体系的に書くのが難しいということと、主観的な話が多くなる可能性が高いからです。DJの役割は何かといえば、第1に踊りに来た人に楽しんでもらうこと、第2に曲を作ってくれたミュージシャンの気持ちを踊りに来た人に伝えることです。ですから、選曲、曲順、音質において最善を尽くすことがとても大事です。
ぼくがこれから書く選曲論は、ぼくの個人的な選曲論であって、これが絶対だということではありません。技術論とちがって、客観的に正しいという根拠はあまりなく、経験的にどうすればいいかという経験則や主観が多くなると思いますので、そのつもりで読んでください。

みなさんはだれかに自分で選曲したテープかCDをプレゼントしたことがありますか?おそらくそのときは入れたい曲の候補を出しておいて、次にテープかCDの長さに収まるように曲を厳選して、最後に曲順を考えたのではないでしょうか。一曲目はわりと明るくさわやかで、耳に心地よい曲、ラストの曲は気持ちのこもった、夢見のよさそうな曲……
パーティーでDJをやるときの選曲もほとんどこれと同じです。

今回選曲論を書くにあたっては、DJスタートはお店でのダンスレッスン終了直後からということで、最初から一定数のお客さんがいるという前提とします。また、この選曲論はサルサパーティーを前提としています。

まず、全体の持ち時間をどのような流れにするかをおおざっぱに決めます。

①スタート……誰もが知っているワクワクするようなヒット曲から。ただしテンポはゆっくりめ
②序盤終わり~中盤……少しアップテンポの、踊りやすく聴きやすい曲
③中盤~……Jazzyなおとなの曲。ミッドナイト感を出す
④終盤前……最後の盛り上がりを演出するアップテンポの曲
⑤終盤~エンディング……クールダウンにロマンチカを中心とした選曲
⑥ラストソング……しあわせな気分で帰れる、夢見のいい曲

ぼくは毎回だいたいこんな感じで流れを作っています。
最初の数曲はレッスン明けですから、ダンス初心者が練習がてら踊れる、ゆっくりめでキャッチーな曲がいいと思います。ツカミですから誰でも知ってるヒット曲がいいですね。ただ、最初の一曲目はレッスン明けでちょっと休憩とか、飲み物を注文しに行く人も多いので、ゆっくりめということは意識せず、ツカミということだけ考えてもいいかもしれません。

つづく


【コラム】曲順はスキーゲレンデのように
どんなにスキーが好きな人でもリフトから降りたとたんに崖のような急斜面では引いてしまいますよね。最初は緩斜面から入って、少し急斜面が続いた後、少しコブのある斜面、休憩所、緩斜面、急斜面……そんな感じでゲレンデは構成されていると思います。
また、あたりまえですが途中が壁で行き止まりとか、崖!とかいうことはあってはいけません。
選曲もゲレンデと似ていて、選曲にはダンサーを退屈させない緩急をもたせながら、壁や崖や段差がなくなめらかにつながっていくということを意識するといいと思います。

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2016年4月24日 (日)

音圧特性の比較

きのう新しく無帰還電圧駆動アンプを作ったので、Auratoneでの音圧特性を測定しました。
無帰還電流アンプと旧金田式DCアンプとの比較を図1に示します。

 

20160424

図1.音圧特性

 

旧金田式アンプはごくオーソドックスな帰還型DC電圧駆動アンプです。1978年に出版された「最新オーディオDCアンプ」を参考に1990年頃製作したアンプです。いままでメインのアンプの予備として使ってきましたが、当時アナログテスター1個しかない状態で部品もあり合わせで作ったにしては、動作も安定していて特性も良いです。
無帰還電圧アンプは前回の記事で紹介した、無帰還電流アンプから派生した電圧アンプです。
無帰還電流アンプは製作記事を書いていますが、これも完成して間もないアンプです。

 

測定条件は次の通りです。
使用機材:マイクUMIK-1,スピーカーAuratone 5C

 

測定用PC:EPCX101CH + WindowsXP sp3

 

使用ソフト:REW
測定位置:スピーカ軸上10㎝

金田式アンプはこの中では最も一般的な特性のアンプだと思います。負帰還アンプなので出力インピーダンスはおそらく0.1Ω以下です。一般的にカマボコ特性といわれる典型的な特性が出ています。両肩がナデ肩気味ですね。

一番下の電流駆動アンプは、スピーカーのインピーダンスにかかわらず入力信号に比例した電流を流すアンプですから、スピーカーのインピーダンス特性に似た音圧特性が出ます。両肩が怒り肩ですね。高域はそれほどでもありませんが200Hz付近にf0の大きなピークが出ています。出力インピーダンスは1kΩ(@1kHz)~185Ω(@10kHz)程度です。

中段は無帰還電圧駆動アンプです。これはおおむね上の金田式アンプに似ていますが、よーく見るとほんの若干ですが両肩が上がっていて、よりフラットになっているように見えます。このアンプの出力インピーダンスはおよそ0.3Ωなので、金田式アンプより若干電流駆動気味なのだと思います。

以上のように比較してみると、そのスピーカーに応じた最適なアンプの出力インピーダンスがあるのかもしれません。金田氏が一時期、電流と電圧をmixして帰還するというアンプを発表していましたが、今になってこのような意味なのかもしれないと思います。

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2016年4月23日 (土)

無帰還電圧アンプ

無帰還電流アンプがほぼ最終的な形になったので安心して音楽を聴いています。
だた、この回路形式は無帰還電圧アンプにも応用できるはずなので検討してみたところ良好な結果が得られましたので、今回はその報告です。

 

20160423_00

図1.無帰還電圧アンプ回路図

 

カレントミラー回路を使って電流を増幅したあとバイアス回路のVR2でオフセット調整とI/V変換をおこなっています。VR2のオフセット調整がセンターから大きくかたよる場合はゲインが小さくなってしまうので、上下デバイスのペア取りをまじめにやることと、どうしても左右で大きなゲイン差が出る場合はR7の値を調整してゲインをそろえます。
入力回路は今回はダイヤモンド入力にしてみました。この回路形式はかっこいいですしわりとよく見かけますが、Q1Q2のベース電流の差分が入力負荷に流れるとオフセットになって出力に出ます。入力負荷が不変ならオフセット調整をしておけば問題ないのですが、実際にはたとえば入力のオープン/ショートや、あるいは入力ボリュームの位置によってオフセットが変動します。そこでVR1によってQ1Q2のベース電流が一致するように調整した上で、VR2で出力オフセット調整を行います。

 

L

図2.THD+N Lチャンネル

 

R
図3.THD+N Rチャンネル


図2、図3に雑音+ひずみ特性を示します。左右でおおむねそろっています。
位相補償は一切していませんが、ピークは全くなく、-3dBの周波数特性は380kHzです。
ゲインは約23dB、出力インピーダンスは100Hz,1kHz,10kHzで約0.3Ωです。

今回は24V/2.5Aの廉価なスイッチング電源CFM60S240(若松で1個980円!)を±で2個使って構成しましたが、アイドリングが各チャンネル1Aでトータル2Aですからギリギリです。オシロで観察しながらアイドリングを増やしていくとヒゲ状の高周波ノイズが増えるのがわかります。
もっと余裕のあるスイッチング電源を選ぶか、トランスを使ったリニア電源にすればもう少し改善されるのではないかと思います。
今回もフェライトコアを使ってノイズ対策をしています。フェライトコアの挿入のしかたは電流アンプと同じですが、今回は電源出口はFGのラインだけフェライトコアを通さないことにしました。またアンプ手前のフェライトコアはECDN906088(前回発振して不採用にしたもの)にしました。

早速音楽を聴きながらこの記事を書いていますが、おもしろいことにいままで聴いていた電流アンプと比べあまり違和感が出ません。低域や高域のハイハットなどは電流よりも若干締まった印象になりますが、なにか同じ傾向の音に仕上がっているように感じられます。兄弟のようなものでしょうか。
もちろんとてもいい音です。もうしばらく聴き込んでみたいと思います。

 

Photo

写真1.電圧アンプ(旧電流アンプのシャーシに組み込みました)

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2016年4月17日 (日)

電流・電圧駆動の音圧特性比較

miniDSPのマイクが届いたので、電流アンプと電圧アンプのスピーカー音圧特性を測ってみました。
電圧アンプは25年前に作った初期金田式アンプもどき、電流アンプは最近紹介している無帰還アンプです。スピーカーはAuratone 5c(昨日三土会で鳴らしたもの)、測定位置はスピーカ軸上10㎝です。

 

20160417volvscur

図1.音圧特性比較(上:電圧駆動 下:電流駆動)

 

上の電圧駆動では素直なオーラトーンの特徴ですが、下の電流駆動した特性をどう見るかですね。高域は不自然さはなく、改善されているという見方ができると思います。問題は200Hz付近の持ち上がりをどう見るかです。これは人によって、ジャンルによって、目的によってちがうかもしれませんね。

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