DJ総合

2022年6月24日 (金)

無帰還アンプ

このブログでは無帰還A級アンプ無帰還電流アンプ無帰還電流ヘッドホンアンプなど、無帰還アンプばかりを発表しているが、無帰還アンプを使い始めたのは実は最近のことだ。

2015年に金田明彦氏のフォノイコライザアンプの試作をした。
「電流伝送方式オーディオDCアンプ」金田明彦著
に掲載されていた「電流出力プリアンプ&パワーアンプ」のうちのフォノイコライザ部分のみを試作検証した。
このフォノイコは、DL-103のヘッドシェル内にJFETのVICを組み込んで電流伝送し、これをイコライザーIVCと呼ばれる電流入力の帰還型イコライザアンプで受けてRIAA処理する。オフセット対策としてSAOCと呼ばれる回路を搭載して、回路全体を通してDCを実現している。SAOCというのはDCサーボの一種だ。0.3mVという非常に微小なMCカートリッジの出力信号を、長旅させることなくヘッドシェル内で直接バッファアンプで受け取り、アンプまで送るというのは、理想的な考え方ではあるがなかなか実現は難しい。金田氏はこれを見事に実現した。
実際に作ってみると狙い通りSNRが非常に優れており、音質もよく、文句の付けどころは全くなかった。

このとき、ついでに以前から気になっていたCR型フォノイコライザを検証しておこう、と思ったことが、その後のアンプ設計に大きな影響を与えた。

高校生のときに2SK30を使ったシングルMCヘッドアンプを自作したが、それ以外はパワーアンプもフォノイコもすべて帰還アンプで、オーディオアンプというのはそういうものだと思い込んでいた。
ところが何かの記事で、「ツウは帰還型のイコライザを使わない。CR型を好む。」ということが書かれていたのが引っかかっていた。

CR型フォノイコライザを試作するにあたって参考にしたのは、安井章氏の製作記事だった。とはいってもそれほど正確に再現したわけではなく、CR回路の前後のバッファは部品箱にあったMUSES8920を使ってそれぞれ40dBとし、CR回路の定数だけ安井氏の設計にした。

音を聴いてみて驚いた。

SNRは金田式よりも劣っていたし、しかもカップリングコンデンサをつかってDCカットしているのに、音が鮮やかでリアルだった。
針を落としたときの音の印象も帰還型とはまったく違ってドライな印象がする(もっともこれはDCではないからかもしれないが)。
帰還型とCR型、DCと非DCなので、音の印象が違うのは当然といえば当然で、本当にCR型の方が音が心地良いのか?「ツウはCR型を好む」という言説に惑わされていないか?ということを念頭に、一か月ほど何度も取り替えて聴き比べをした。
その結果、特性はともかくとして自分はCR型の音の方が好きだという結論に達した。

帰還型のアンプというのは、つねに仕上がりの出力信号を入力信号と比較して、イコールになるように制御している。これを帰還制御といい、言葉通り動作していれば波形の再現性(=ひずみ)は理想的に仕上がるかもしれない。しかしながら実際に増幅回路を通過した信号は僅かながら遅れが生じる。常に遅れが生じた出力信号と入力信号を比較してこれらが等しくなるように増幅している、と考えれば帰還回路内の信号は非常に複雑な状態になっている。周波数が高くなるほど遅れの影響が大きくなり、ある周波数で位相遅れが安定度の限界を超えたときに発振が起こる。こうならないように、高域特性を制限したり、位相補償を行ったりして安定性を確保する。これが帰還型アンプの現実だ。
一方、無帰還アンプは、定数により決められた増幅度で増幅するだけであり、高域で位相が遅れたり信号振幅が減衰することがあっても、それが帰還されて動作に影響することはない。きわめてシンプルだ。ただし、帰還型アンプと違って、波形を比較修正していないので、信号がひずまないように設計するのは難しい。
帰還アンプではひずみ率が0.01%以下などというのはザラだが、無帰還アンプでは0.1%を切れれば好成績という感じで、ひずみ率には10倍以上の差が出てしまう。なのでカタログスペックを重視するメーカーは作りたがらないのだ。

その後、パワーアンプも無帰還で作ってみたいと思うようになり、それならAuratone用に電流駆動アンプを無帰還で作れないか?と考えて開発したのが、無帰還電流駆動アンプだった。開発方針としては
①DC(直結)構成とする
②DCサーボは使わない
の2つを目標とした。
最初の試作から少しずつ改良を加え、最終的な回路を決定するのに半年ほど要したが、いまでもAuratone用としてはベストのアンプだと思っている。
ただ、DC電流駆動アンプは原理的にネットワーク入りのマルチウェイスピーカーには使えないし、フルレンジだとしても、今風のハイコンプライアンスのスピーカーでは低域が増強されすぎて非常にブーミーな音になってしまうことが多い。
そこで、この無帰還電流アンプをベースに開発したのが無帰還A級25Wアンプだった。このアンプは通常と同じ電圧出力のアンプなのでAuratoneだけではなく、マルチウェイのスピーカーにも使える。基板頒布したところ、ありがたいことに好評を得ている。

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2022年6月19日 (日)

CDの音質評価

少し前の記事で、自分はCD(またはレコード)でしか音楽を買わない、と書いた。入手性がよいことと音質が安定していることがその理由だ。
しかしCDでも音の良いものと、いまひとつのものがある。
レコーディングに使用した機材やレコーディングエンジニアの技量、ミキサーのセンスなど要因は多くあると思うが、今回はCDの曲の聴感上の音質と周波数特性(f特)に相関があるかどうかを検証した。

「CDのf特は20kHzまでと決まってるんじゃないの?」

という意見があろうかと思うが、市販のCDを調べてみると、
①20kHz付近までで、それ以上をカットしているもの
②22.05kHzまで入っているもの
③ ①と②の中間のもの
の3種類が存在している(圧縮音源からCDをプレスしている悪質なケースもあるが今回は除外する)。

今回、たまたま手持ちのCDを大量廃棄するという人がいて、150枚ほどのCDをまとめていただいた。そのほとんどが、自分では持っておらず、当然ながらほぼ聴いたことのない曲ばかりだったので、今回のような試験を行うには好都合だ。なぜなら、知っていて好きな曲では客観的に音質のみを評価するのがなかなか難しいのではないかと思うからだ。

まず基礎知識として、CDの特性がどうなっているかということを簡単に説明したい。
音楽CD録音品質は、44.1kHzサンプリング16bit深度だ。
可聴帯域上限とされている20kHzの音を再生するには、サンプリング定理から、その2倍のサンプリング周波数が必要であることから、44.1kHzサンプリングであれば必要十分だということだ。
この場合、44.1kHzの半分である22.05kHzを境にエイリアシングが発生するので、22.05kHzより上の周波数は遮断したい。だとすれば、可聴周波数上限の20kHzは通して、22.05kHzより上は通さないというフィルタが必要になる。これはよく見る説明だ。

ところが実際に音楽CDに入っている音楽を解析してみると、上に述べたように、①約20kHzまででカットしているもの、②22.05kHzまで入っているもの、③ ①と②の中間のもの の3種類が存在していることがわかる。
(22.05kHzまで入っているCDについて、技術的になぜそういうことが可能なのかはここでは議論しない。)

つまり今回検証するのは、20kHz~22.05kHzまでの範囲の信号があるかどうかでCDの音質が聴感上変わるかどうか、ということだ。

まず、ヒトの耳の周波数特性は一般的に20Hz~20kHzくらいだといわれている。
自分についてはどうかというと、高校生の頃は単音で19kHz近くまで聞こえた。50歳を過ぎた今では、だいたい16kHzくらいまでしか聞こえなくなっている。それならば、そもそも20kHz~22.05kHzの議論など無駄だと思われるだろう。はたしてどうか。

評価は次の方法で行った。あらかじめリッピングしてPCに取り込んだデータ(44.1kHz16bit wavフォーマット)を再生する。
①ランダムに曲を選び、聴く
②音質評価点を1(最低)~3(最高)の3段階でつける
③その曲のFFTをwavespectraで観察し、20kHzでカットしているものを1、22.05kHzまで出ているものを3、中間のものを2として評価点を付ける

【結果】
先に結果を報告する。
20kHzでカットしているものと、22.05kHzまで入っているものでは、聴感上あきらかに差があった
聴いた曲の聴感評価と、FFTによるf特評価結果を表1に、それをグラフ化したものを図1に示す。

表1.聴感とFFTによる評価結果
(曲名の冒頭には、追跡可能なようにアルバムでの曲順を入れた。)
Photo_20220619142501

Photo_20220619142502
図1.聴感とFFTによる評価結果
聴感とFFTによる周波数特性には相関が表れている。

この評価の結果から、22.05kHzまで入っているものは聴感上音質に優れているといえる。
CDをリリースすることになって、サンプル版をもらったら、まずはこの解析をして、もし22.05kHzまで入っていなかったら改善を申し入れたほうが良いだろう。音質が冴えなければ売り上げにも響くかもしれないし、ヒットするかどうかにも影響が出るかもしれない。

この中で注目してほしいのは、11番と12番の「君がいるだけで」だ。
これは米米クラブの有名なヒット曲で、11番はアルバム”DECADE”に収録されたもの、12番はアルバム”HARVEST SINGLES 1992-1997”に収録されたものだ。憶測だがマスターは同じものではないかと思う。マスターが同じなのに音質がちがうなどということがあるのだろうか。
いままでサルサDJをやってきた経験上、ある有名な曲をかけるときに、オムニバス盤に収録されたものよりオリジナルのアルバムに収録されているものの方が音が良いような気がする、ということが度々あったが、今回、実際にそういうことがあるのだということが証明された。


【評価の詳細】
評価した13曲のFFTを図2~図14に示す。

082
図2.とうちゃん f特評価2
※21kHz付近から急峻に下がっている→評価2

09september3
図3.湘南SEPTEMBER f特評価3
※22kHzまで出ている→評価3

063
図4.あなたに逢いたくて f特評価3


1043
図5.君が僕を知っている f特評価3


01come-on-everybody1
図6.COME ON EVERYBODY f特評価1
※20kHz過ぎに段差がある→評価1

123
図7.いつか見上げた空に f特評価3


011
図8.君の歌、僕の歌 f特評価1


10luv-vibration3
図9.Luv Vibration f特評価3


04destino1
図10.DESTINO f特評価1


103
図11.浪漫飛行 f特評価3


023
図12.02君がいるだけで f特評価3


012
図13.01君がいるだけで f特評価2


02141
図14.青年14歳 f特評価1

以上

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2022年6月15日 (水)

Auratone 5Cと電流駆動アンプ

2000年頃、今日の必ずトクする一言というサイトで、スピーカーを電流駆動して使うという記事があるのをみつけた。帰還型のパワーアンプとスピーカーなら、スピーカーとGNDの間に電流検出抵抗を入れて、アンプはスピーカー出力から帰還をかける代わりに電流検出抵抗から帰還をかければ電流駆動になる。
さっそく当時使っていた金田式B級アンプに手を入れて電流駆動化し、ひとり暮らし開始時に買ったSX-100を鳴らしてみると、なるほど高域と低域が持ち上がって、少しにぎやかな感じの鳴り方になった。電流駆動では、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でスピーカーを駆動するので、インピーダンスのピークがあるf0付近と、インピーダンスが緩やかに上昇する高域で音圧が持ち上がる。これは小音量時にラウドネスをかけるのと似た感覚で、とくに部屋で小音量で音楽を聴く場合などに適している。

また、同じサイトでAuratone 5Cというスピーカーが紹介されていた。これはかつてアメリカのスタジオにほぼ常備されていたニアフィールドモニタスピーカーで、ニュートラルな音と堅牢性に定評があって、愛好家がいるという。ただ残念なことにこれは70年代から80年代にかけて製造されたスピーカーで、もはや新品では入手不可能であった。
サイトでは、Auratone 5Cは電流駆動するのが良い、と書いてあって、これはいつか試してみたいと思っていた。

それからしばらく経った2010年頃、ふと思い出して、ヤフオクでAuratone 5Cを検索すると、なんといくつか出品されていたので購入して、音を聴いてみた。
聴いた最初の印象は「なんだか地味でとくに……」という感じだった。ボーカルだけは素直できれいに聴こえるが、楽器の鳴りが物足りない。低域も高域も足りない感じがした。
そこで、上記の電流駆動に切り替えて鳴らしてみたところ、低域と高域が持ち上がって、楽器の鳴りにもかなり厚みが出た。上のサイトで言っていた、Auratoneは電流で鳴らすとよい、というのはこういうことだったか!と感銘を受けた。

もともと使っていたSX-100はどうかというと、音を聴いて買ったスピーカーなので気に入って使っていたが、Auratoneと比べると、楽器はいいのだがボーカルが弱く感じる。
そこで、これはかなり変則的だが、SX-100とAuratone 5Cを直列にして鳴らしてみるとなかなかよろしい。Auratoneが弱い楽器をSX-100が補い、SX-100が弱いボーカルをAuratoneが補う。2022年現在もこのセッティングで聴いている。
アンプはすでにこのブログで紹介した無帰還電流アンプと無帰還アンプを気分によって使い分けているが、どちらできいてもよい感じで鳴っている。

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2022年6月12日 (日)

音声圧縮と音楽業界の衰退

いつのことだったか正確にはおぼえていないが、1995年前後だったと思う。
当時勤めていた会社のレコーディング機材の事業部で、MDを使ったMTRの検討のため試聴会をやるので、希望者は参加してほしいとのことだった。おもしろそうなので参加した。
ジャズやクラシックの音源と、それをMDに録音したものの聴き比べだったのだが、MDに録音した方は聞き分けられるレベルで音質が劣化していた。
音楽用途で、しかもMTRということはピンポン録音の可能性まであるとすれば、これは使い物にならないだろうから企画倒れじゃないかと思っていたが、予想に反してMDを使ったMTRは開発され販売されたようだ。

その後、たしか2000年頃だったと思うが、mp3に音声圧縮ができる「午後のコーダ」というフリーソフトが話題になり、おもしろそうなのでダウンロードして、音楽をmp3に圧縮して聴いてみたが、とてもじゃないが音楽に使うようなものではなかった。

デジタルによる録音は、データが変化しないが故に高品質が保たれるのが最大のメリットなのに、非可逆圧縮してデータの再現性が損なわれてしまったら意味がない。

たしかに実用上不便が生じない範囲でデータ量を減らすことが有効なこともあるだろうが、それは語学教材とか、通話とか、とにかく伝わりさえすれば音質にはさほどこだわらない、という用途に限られるだろう。音楽に使うというのはありえないと思った。


ところが、2010年くらいからクラブシーンなどであきらかに圧縮音源とわかる悪質な音源を使う人が出始めると、あっと言う間に普及し、そういう店には行く気がしなかった。
クラブシーンだけではなく、一般の音楽再生にも普及し、気軽に安くダウンロードできる圧縮音源ファイルで音楽を聴くということが完全にあたりまえになってしまった。
これはぼくの考えだが、圧縮音源の普及は、作り手とリスナーの両方の感受性を蝕み、創作される音楽の質は低下し、リスナーは音楽から離れていく。ぼく自身、ある曲が圧縮音源でしか手に入らないなら、その曲は聴かない。
現在のぼくの立ち位置は、音楽の購入はCD(またはレコード)のみである。
もちろんCDが完璧というわけではないが、世界中のあらゆる音楽ジャンルにわたって供給と音質が最も安定しているからだ。

DJが圧縮音源を使ってクラブシーンを破壊してしまうのには、店側にも原因がある場合がほとんどで、多くの店はDJにお金を払いたくないので、ちょっと音楽に詳しい客に目を付けて、おだてて、DJという称号(?)を与え、タダ同然で使う。タダ同然なのでCDを買うようなお金はなく、ダウンロード音源を使う。ひどい場合はyoutubeから録音してるなんてことすらある。
また”プロ”と称しているDJでも信じられないことに圧縮音源を使う人がいる。信じられないとしかいいようがない。
あるいはまた、せっかくCDで購入しているのに、リッピングで圧縮してしまってる人がいる。もうどうしようもない。

それでは生演奏が至上なのか。
PAを介さずに完全に生音だけで耳に届く演奏であれば、生演奏に優るものはないと思う。
ところが現代の音楽は、生演奏といえどもほとんどの場合PAが介在する。
PAが入るコンサートやライブで、とくにポップスやロックの場合は、ほぼ例外なく音量がデカすぎる。ボーカルが歌っている内容が聴き取れるだろうか?おそらく全体の音量が大きすぎて聴き取れない場合がほとんどだと思う。
その点、CDであれば最適な録音ですべての楽器や歌がきれいに聴き取れるようになっている。
なのでぼくは必ずしも生演奏が至上とは思っていない。

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2022年6月11日 (土)

SSDAC頒布についてのお知らせ

現在SSDAC関連基板を5種類頒布していますが、SSDACに使用しているFPGA、10M08SCE144C8Gが入手困難となっていて、在庫がなくなりました。
つきましては、各種SSDACでFPGAのみを搭載した基板については一旦頒布中止とします。
予約連絡いただければ、頒布再開後に優先して受け付けます。

完成基板につきましては、現在僅かながら在庫がある10M08SAE144C8Gにて対応し、動作確認の上出荷します。

ご迷惑をおかけしますが、ご理解のほどよろしくお願い申し上げます。


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2022年6月10日 (金)

SSDAC対応DDコンバーター(USB to I2S)について【20220610追記】

About SSDAC compatible DD converter (USB to I2S)

【20220610追記】
ユーザーの方から、「amaneroCombo384のコンパチ品を使うとノイズが乗る」とのご指摘があり調査したところ、windowsの設定条件によって、amaneroCombo384のコンパチ品でノイズが出るもの(出ないものもある)、およびXMOSのDDコンバータでもノイズが出ることを確認しました。
よって、
①基本的にamaneroCombo384純正品を使用してください。
②amaneroコンパチ品では設定条件(windowsのデジタル出力のプロパティ→既定の形式の設定)によってはノイズが出るものがあるため、基本的におすすめしません。自己責任でお願いします。
③XMOSのU208DDコンバータは、48kz、96kHzの設定でノイズが出ます。おすすめしません。
④CM6631およびPCM2706は問題ありませんでした。

[20220610 postscript]
A user pointed out that "using amaneroCombo384 compatible products causes noise", and after investigating, some of the amaneroCombo384 compatible products generate noise (some do not), depending on the settings of windows. And I confirmed that noise appears even in the DD converter of XMOS U208.
Therefore,
① Basically, use genuine amanero Combo384 product.
② It is basically not recommended for amanero compatible products because noise may occur depending on the setting conditions (windows digital output properties → default format settings). Please take responsibility for your actions.
③ The XMOS U208DD converter produces noise at 48kz and 96kHz settings. Not recommended.
④ There was no problem with CM6631 and PCM2706.



頒布中のSSDAC基板に対応するDDコンバータ(USB to I2S)について、動作確認できているものは次のとおり。
The following DD converters (USB to I2S) that are compatible with the SSDAC board being distributed have been confirmed to work.

Dd_boards
写真1.SSDACで動作確認済みのDDコンバーター
photo1. DD converter that has been confirmed to work with SSDAC

 

①Amanero COMBO384(写真左端)
・SSDACで標準としているDDコンバータ。
・The standard DD converter for SSDAC.

②Amanero COMBO384互換ボード(写真左から2番目)※おすすめしません。
compatible board (second from the left in the photo) ※Not recommended.
・amazonやAliexpressなどで廉価で入手できる。
・動作はAmanero COMBO384と同じだが、ファームウェアのアップデートはできない。
・Available at low prices on Amazon and Aliexpress.
・The operation is the same as Amanero COMBO384, but the firmware cannot be updated.

③XMOS U208(写真中央) (center of the photo ※Not recommended. ) ※おすすめしません
・Amanero COMBO384と同等。
・ Equivalent to Amanero COMBO 384.

④6631PRO(写真右から2番目) (second from the right in the photo)
・CM6631Aを使用したDDコンバータ。
・SSDAC基板上のサンプルレート、ビット深度を示すLEDは点灯しないが、動作は問題なし。
・USB接続有無を示す”PLUG”信号が必要な場合は、コネクタの1pinと10pinをジャンパで接続する。(SSDACでは不要)
・DD ​​converter using CM6631A.
・The LED indicating the sample rate and bit depth on the SSDAC board does not light, but there is no problem in operation.
・If a "PLUG" signal indicating the presence or absence of a USB connection is required, connect pins 1 and 10 of the connector     with a jumper. (Not required for SSDAC)

⑤PCM2706ボード(写真右端) (far right in the photo)
・PCM2706を使用したDDコンバータ。
・SSDAC基板上のサンプルレート、ビット深度を示すLEDは点灯しないが、動作は問題なし。
・USB接続有無を示す”PLUG”信号は無し(SSDACでは不要)。
・44.1kHz,48kHzの16bitのみ対応。
・SSDACへの接続コネクタに電源が供給されていないため、コネクタ 7pinにジャンパで電源を接続する必要がある。
・クロックがUSBと兼用で、I2Sに必要なクロックはPLLで生成されているため、積極的にはおすすめしない。
・DD ​​converter using PCM2706.
・The LED indicating the sample rate and bit depth on the SSDAC board does not light, but there is no problem in operation.
・There is no "PLUG" signal indicating the presence or absence of a USB connection (not required for SSDAC).
・ Only 16bit of 44.1kHz and 48kHz are supported.
・Connecting to SSDAC Since power is not supplied to the connector, it is necessary to connect the power to pin 7 of the         connector with a jumper.
・The clock is also used for USB, and the clock required for I2S is generated by PLL, so we do not actively recommend it.

以上参考にしてください。
Please refer to the above.

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2022年6月 7日 (火)

SSDAC AK4490REQチップ対応のお知らせ

20210113ss_pcb2_20210704141501


128倍スーパーサンプリングDAC基板
16倍24bitスーパーサンプリングSDプレーヤー

上記の2機種について、工場火災の影響で入手困難となっていたAK4490EQに対し、新たに後継デバイスAK4490REQに対応しました。
上記2機種とも基板改版により以降頒布品につきAK4490EQおよびAK4490REQの両方に対応します。
完成基板については在庫分に限りAK4490EQでの対応となります。在庫終了次第AK4490REQに切り替えます。 
 

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2022年6月 2日 (木)

アジマスとテープ速度

小学2年生ではんだごてと、科学教材社のゲルマラジオキットを買い与えられ、それ以来はんだごてをにぎって工作する種類の人間になったが、はっきりオーディオと関係ができたのは、小学5年生あたりではなかったかと思う。
その当時、初めてステレオラジカセを買ってもらい、レコードは父にカセットテープに録音してもらって、このラジカセで聞いていた。お小遣いで初めて買ったレコードはピンクレディーのベスト盤だった。
この頃から友達とテープの貸し借りをするようになり、借りたテープをダビングして聴きたいという欲求が出てきたため、父からカセットデッキを借りて、自分のラジカセとつないでダビングした。父のカセットデッキはビクターのCCR-667だった。ラジカセとカセットデッキをピンケーブルで接続し、再生したものをカセットデッキで録音していた。
ところが、ダビングしたテープを聴いていると、なにか違和感があった。ダビングすれば音質は劣化するが、どうもそれだけの問題ではない違和感だった。しばらく聴いていると、早さが少し遅いのではないか?と思うようになり、父に相談して、ラジカセの蓋を開けて、ラジカセのカセットテープのスピード調整用のVRを教えてもらい、カセットデッキでピアノの単音を録音したものをラジカセで再生したときに、耳で聴いて同じ音程になるように調整した。(この問題は後にもときどき発生したため、中学生の頃には耳ではなくギター用のチューニングメータを使って調整するようになった。)
これが、”オーディオ”に関わった最初の記憶だと思う。

中学生になって、FMを録音したり、友達とカセットテープの貸し借りをしたりと、より活発にオーディオを活用するようになると、漠然とした疑問を抱くようになった。
「どうして他人に録音してもらったテープは音が冴えないような感じがするのか」
これは漠然とそう感じていただけで、根拠もなく、しばらくどうしようもない問題として、できる限り録音は自分でやる、という消極的な対応しかとれなかったが、あるとき父と話をしていて、「それはたぶんアジマスの問題ではないか」ということを教えてもらった。アジマスというのは、テープの録音再生に使われる磁気ヘッドのギャップと、テープの走行方向の角度のことで、これが90度なら理想だが、多くの場合メーカーや機種によってまちまちで、録音と再生で少しでもアジマスが違うと、信号の位相ずれによって打ち消しが起こり、具体的には高域が出なくなる。さっそく、誰かにとってもらって音が冴えないと思っていたテープに対して、再生するラジカセのアジマスを調整してみたところ、急に霧が晴れるように音質が改善した。それ以来、家の中にあるすべてのデッキとラジカセのアジマスを、家の中でいちばん信頼できそうなカセットデッキに合わせた。他人に録ってもらったテープに関してはどうしようもないので、できる限り録音、ダビングは自分でするというルールにした。

ナカミチが自動でアジマス調整をする画期的なカセットデッキ”DRAGON”を発表したのは、この数年後だった。

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2022年5月 7日 (土)

PCM1704 16倍 24BitスーパーサンプリングDAC 基板頒布のお知らせ

PCM1704 16x 24Bit Super Sampling DAC Board Distribution Notice

Ss1704pic_20220508191601
写真1.PCM1704による16倍24BitスーパーサンプリングDAC基板
photo1. 16x 24 Bit Super Sampling DAC Board with PCM1704

今回、PCM1704を初めて入手し、16倍24BitスーパーサンプリングDACを新たに開発しました。

スーパーサンプリングDACは、デジタルデータ間を3次自然スプライン関数で補間する新しい技術で、従来のDACにくらべ、トランジェント応答に優れ、プリエコー、ポストエコーが大幅に抑えられたきめ細かい音質で音楽が楽しめます。

下位互換のPCM1702による16倍20BitスーパーサンプリングDACはすでに紹介していますが、PCM1702とPCM1704は電源ピンを一部変更するだけで互換性があるため、生基板はPCM1702スーパーサンプリングDACと共通です。

オシロで再生信号を見ただけでは、PCM1702や従来のSSDACとまったく同じですが、聴いた印象はかなり違います。
音はマルチビットのSS128(128倍16bit)やSS1702(16倍20bit)と同じ傾向ですが、PCM1704は繊細さがより際立っています。
具体的には、録音、Mixが派手なロックやラテンなどの音源も、とがってうるさい感じがかなり軽減し、その分裏に隠れていた微妙なニュアンスが聴こえてくるという印象です。
これはぜひとも多くの方々に聴いていただきたいと思いますので、今回も製作資料およびFPGAのオブジェクトファイルを公開します。

This time, I got the PCM1704 for the first time and developed a new 16x 24-bit supersampling DAC.

Supersampling DAC is a new technology that interpolates between digital data with a third-order natural spline function. Compared to conventional DACs, supersampling DACs have excellent transient response, and you can enjoy music with fine-tuned sound quality with significantly suppressed pre-echo and post-echo. We have already introduced a 16x 20- bit supersampling DAC

with a backward compatible PCM1702, but since the PCM1702 and PCM1704 are compatible with only a partial change in the power supply pin, the raw board is the same as the PCM1702 supersampling DAC. Just looking at the playback signal on the oscilloscope is exactly the same as the PCM1702 or conventional SSDAC, but the impression you hear is quite different. The sound has the same tendency as the multi-bit SS128 (128x 16bit) and SS1702 (16x 20bit), but the PCM1704 is more delicate. Specifically, the recording and sound sources such as rock and Latin with flashy mixes have a considerably reduced noisy feeling, and the impression is that the subtle nuances hidden behind them can be heard. I would like many people to listen to this, so I will publish the production materials and FPGA object files this time as well. 

製作マニュアル
図表
取扱説明書
FPGAオブジェクトファイル(10M08SCE144C8G用)


【主な仕様】
●Amanero COMBO384互換入力
●NOSおよび16倍24Bitスーパーサンプリング・サインマグニチュードDAC(PCM1704)音声差動出力
●入力電源:AC12V~AC15V x2(±電源)
●基板サイズ:112mm x 140mm

[Main specifications]
● Amanero COMBO 384 compatible input
● NOS and 16x 24 Bit Super Sampling Sign Magnitude DAC (PCM1704) Audio differential output
● Input power supply: AC12V to AC15V x2 (± power supply)
● Board size: 112mm x 140mm

Please contact us for overseas shipping.

 
次の3種類を頒布します。(すべて税、送料込み)
PCM1704を含む全部品実装基板②は、今回PCM1704が1台分のみ入手できたため、限定一台のみの頒布です。

①書き込み済みFPGA搭載基板   30,000円
・書き込み済みFPGAのみ搭載した基板です。
・納期:1週間~10日程度
※PCM1704は生産中止部品です。ご自分で手配される場合は不良品や偽品にご注意ください。

②全部品実装基板(動作確認済み) 180,000円
・書き込み済みFPGAを含む全部品を搭載した基板です。
・Amanero COMBO384は含まれません。
・すべて手実装です。
・納期:2~3週間程度(受注生産)

③生基板 3500円
・生基板のみの販売です。FPGA用pofファイルをダウンロードしてお使いいただけます。

●FPGA用pofファイルのダウンロードはこちら


購入ご希望の方は表題に「SSDAC1704頒布希望」とお書きのうえ、
dj_higo_officialアットhigon.sakura.ne.jp(アットを@に換えて)までメールにて
お申し込みください。
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製造・頒布はSLDJ合同会社が行います。

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2022年4月 4日 (月)

RDA5807MとPICマイコンによるFMラジオ(基板頒布あり)

Fmrcvblog

写真1.今回製作したRDA5807によるFMラジオ


【追記】※部品調達に関係するため先に書いておきます。
今回使用したRDA5807モジュールは最近秋月で販売開始したRDA5807Hと、それより以前から広く売られているRDA5807Mの2種類があり、内容は同じだと考えていたが、念のため比較したところ、ソフト制御はコンパチであるものの、ノイズ関係の処理の差なのか、電波が弱い場合の音質に差がある。結論を先に言うと、秋月のRDA5807Hよりも広く出回っているRDA5807Mのほうが音質が良いようだ。写真A参照。

5807h_m
写真A.RDA5807M(左:amazonで購入)とRDA5807H(右:秋月電子)

具体的には、室内などでの受信で受信信号レベルが低い場合に、RDA5807Hは高域が下がったくぐもったような音になる。対してRDA5807Mはそのような音質の変化は感じられない。電波が強く感度が十分な場合は両者に違いはない。
レジスタ設定で関係がありそうなところは、入力のLNA(ローノイズアンプ)の電流設定と、ソフトブレンドの設定くらいしかない。LNAの電流設定はRDA5807Hにしか付いておらず、これを変化させても上記の音質は改善しなかった。また、ソフトブレンドはノイズ軽減のためにLR信号をブレンドして再生する機能だが、この機能をON/OFFしても音質は変化しなかった。
RDA5807Hで高域が下がる現象は、おそらく受信信号レベルが低い場合のノイズ対策として、何らかの仕組みが働いているものと考えられるが、現在のところ解決できていない。
よって、おすすめはRDA5807Mとする。こちらの方が安いし入手性にもすぐれている。



今回はFMラジオICモジュールRDA5807とPICマイコンを使って、高感度高音質のステレオFMラジオを製作しました。夏休みの自由研究にいかがでしょうか。
このラジオを使って放送局に受信報告書を送ってベリカードを集めるのもおもしろいかもしれません(^-^)


2016年頃、FMラジオIC、RDA5807とPICマイコンを使ってFMラジオを製作したところ、思いがけず高感度高音質で、翌年には手作りアンプの会での製作会を行い、2018年にはトランジスタ技術10月号に製作記事を掲載していただいた。その後2021年4月にはCQ出版社より「AM/FMラジオ&トランスミッタの製作集」(写真2)が刊行され、このRDA5807のFMラジオが裏表紙を飾った\(^o^)/ワーイ(写真3)


Cqbunko1 Cqbunko2
     写真2.ラジオ製作集            写真3.裏表紙にFMラジオ


今回はRDA5807を使用したモジュールRDA5807Mの入手性が良くなったことに加え、3.3Vの高性能LDOも入手できるようになったので、改良版を製作した。主な改良点は次の通り。

①電源オフの動作を、Sleep動作から電源遮断に変更
従来の電源オフ動作はマイコンのSleepを使用しており、OFF時の消費電流が50μA程度あったため、250mAhのリチウムイオン電池使用でも半年から一年程度で電池が空になり、使わずに放置しておくと電池がダメになるという欠点があった。
今回はMOSFETを使った電源遮断回路を搭載し、電源OFF時の消費電流をほぼゼロとすることで、長期未使用による電池劣化が起こりにくくなった。
②LCDパネル標準搭載
従来品ではLCDパネルは配線を引き出して接続するオプション扱いとなっており、LCDモジュールのばらつきや電源電圧によっては表示濃度(コントラスト)にばらつきが出ることがあった。今回はLCD用のソケットを実装して標準装備とし、LCDコントラストの調整機能を追加した。
③選局、音量、LCDコントラストは電源OFF時にメモリに書き込まれ、次回の使用時に反映されるようにした。
④従来、iPod用のUSB電源アダプタを使用して充電する仕様だったが、今回は汎用性を重視してUSB-Cでの充電とした。
⑤ヘッドホン駆動用オペアンプにAD8532を採用し、負荷駆動力が向上した。
⑥ボタン型リチウムイオン電池LIR2450取り付け用パターンを追加した。


本機は非常に感度が良く、SLDJ本社(中野区)のベランダで聴いてみると、なんと17局が受信できた。受信局は以下。
78.0MHz  bay fm
78.6MHz  FM FUJI
79.5MHz  FM NACK5
80.0MHz  TOKYO FM
80.7MHz  NHK千葉
81.3MHz      J-WAVE
81.9MHz  NHK神奈川
82.5MHz  NHK東京
83.4MHz  エフエム世田谷
84.7MHz  FMヨコハマ
85.1MHz  NHKさいたま
86.6MHz  TOKYO FM檜原中継局
89.7MHz  inter FM
90.5MHz  TBS
91.6MHz  文化放送
92.4MHz  ラジオ日本
93.0MHz  ニッポン放送

私が小中学生だった頃は、”エアチェック”といって、FMで流れた音楽をカセットテープに録音して聴いていたもので、できるだけ高音質で録音して聴きたいのだが、その当時住んでいた神奈川県大和市では受信できる放送局はNHK FMとFM東京の2局しかなく、そのたった2局のために、FMチューナーやアンテナにどこまで投資するのか、というのは非常におおきな悩みだった。
それが今やこの局数である。
しかも従来AMラジオ帯にいた放送局がほとんどFMに移動し、2028年にはAM放送がほぼ全廃されるということだ。
現在わかっているところでは、AMにとどまる放送局は北海道のSTVラジオ、北海道放送、それに秋田放送の3局と、NHK各局、AFN(アメリカ軍ラジオ)ということらしい。その中でNHK第一と第二は1つにまとめられるという話があるので、在京ではNHKとAFNの2局のみとなり、上に書いた当時のFMと逆転状態になる。

AM放送は中波帯という周波数帯であり、波長が長く電離層反射が起きるため、海外の放送局が聞こえるなど、到達範囲は非常に広い。また検波(電波から音声を抽出すること)が非常に簡単にできる。欠点は、波長が長いため送信設備が大がかりになる、ノイズに弱く、音質はいまいち。
FM放送は、超短波帯という周波数帯であり、波長が短く電離層反射はほぼ起こらないため、到達範囲は見通し範囲内となる。検波方式は複雑だが、半面雑音に強く音質にすぐれ、波長が短いため送信設備もAM局よりも小規模に構成できる。
AM/FMというのは変調方式の呼称であり、周波数帯とは関係がない。おおむね50MHz以上ではAMよりもFMが使われることが多いが、118MHz~136MHzの航空無線ではAMが使われる。これはなぜかというと、同一周波数で電波が出ている場合、FMでは受信強度が強い一波のみが受信されるが、AMでは混信状態となる。航空無線の場合は救難通信などを取りこぼさないため、同一周波数で重なっても打ち消されないAMが使われる。

今後AMラジオが衰退していった場合に、非常時の情報伝達にどのような影響が出るか考えておく方がよさそうだ。
FMでは到達範囲が狭いため、遠方の情報は得られない。
たとえば無人島に漂着したり、不明な場所に不時着したような場合(滅多にはないことだが)、AMラジオならダイオード1本とイヤホンがあれば受信機を作れる可能性があるが、FMでは簡単には作れないし、そもそも電波が届かない可能性が高い。


今回製作したFMラジオの資料を以下に公開します。

回路図・部品表・寸法図
製作マニュアル
取扱説明書
ファームウェア(PIC16F1503用HEXファイル)


今回プリント基板を作りましたので、自作してみたい方に次のとおり頒布します。

※5/26追記:本機で使用している2012サイズ0.12μHチップインダクタが入手難となっているため、基板お買い上げの方にもれなくさしあげます。

①生基板のみ 1枚 900円(税・送料込み)
・生基板のみです。

②チップ部品実装基板+リード部品 1セット 5600円(税・送料込み)
・書き込み済みマイコン、RDA5807モジュールを含むすべてのチップ部品を実装した基板と、液晶モジュールAE-AQM0802を含む未実装リード部品のセットです。
・リチウムイオン電池は別途必要です。ご用意ください。


ご希望の方は表題に「FMラジオ基板頒布」、
本文にご希望のセット番号と数量、お名前、送付先郵便番号、ご住所、電話番号をお書きのうえ、

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)

までメールをお送りください。

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。

基板なしでもバラックで製作できますので、興味のある方はぜひ作ってみてください(^-^)



【3Dプリントケース】2022/04/07追記
3Dプリンタによるケースを製作しました。

2_20220407122601 Photo_20220407122601
     写真4.3Dプリントケース(フタを開けたところ)       写真5.3Dプリントケース


STLデータを次のとおり公開するので、必要な方はお使いください。

下箱
ダウンロード - 20220406radio_basebox000.stl

パネル(社名刻字なし)
ダウンロード - 20220404radio_top002.stl

 




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