電子工作

コントロールアンプ

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 ディスコンのデッドストック活用プロジェクト。

コントロールアンプ基板
 コントロールアンプ基板

 昔に店頭で入手していてデータシートもあったので放置していたのですが、ぼちぼちとそのようなデッドストックになってしまっている部品を使って機器を組み上げる方向に持って行きたいので、とりあえず基板を製作しました。

 回路はデータシートの応用回路に示されたままですが、それなりにコンパクトにまとめてみました。両面スルーホール基板だったので、ジャンパの下にカプトンテープで絶縁しなければならないのが面倒でした。
 基板への入出力はすべてXHコネクターで行います。

 この松下(現Panasonic)のTV用ICであるAN5836は単電源+12Vで動作し、外付け部品も少なく、左右バランス・高音・低音・音量の調整を電圧で制御するタイプのデバイスです。
 制御するための可変抵抗器は音声信号を通さないので音響仕様でなく、さらにBカーブの単連で制御でき、汎用品で充分である等、コストダウンにかなり有利な設計を採用しています。
 元々の音質がどの程度か全然見当がつかなかったのですが、コンデンサー類は全て音響データに関連する物でしたので、汎用品ではなくオーディオ用の部品をつかってみました。またその部分の抵抗も金属皮膜にしています。

 あとは筐体(パネル加工)と外付け部品の配線をするだけですが、パネル加工にまた時間を取られそうですので、この後が直ぐ進展するかがちょっと怪しい...。

理想ダイオード回路(その2)

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 試しておきたかったので組んでみました。

理想ダイオード回路
 理想ダイオード回路(増幅1段)

 どれぐらい特性が変わる等を実回路で試して見かかったので理想ダイオード回路の1段増幅の回路を組んでみました。
 増幅ゲインは10倍で固定です。入力の半固定抵抗は多回転の方が良いかもしれませんが厳密なレベル表示を目的としないのであれば粗調整で充分だと思います。
 2段増幅の時のように低周波発振器で信号を流して出力波形を見てみましたが立ち下がりが遅延してオーディオ特性的には全然よろしく無いのですが、レベルメータ目的としては問題ないでしょう。ちょっと恥ずかしい状態の波形でしたので掲載はご勘弁を。

 基板が前回のガラスエポキシと違い神エポキシなのは単純にあまりの切れ端基板を使っているだけで他意はありません。

理想ダイオード回路(その1)

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 紆余曲折多数で、やっと完成。

レベルメータ用整流増幅回路
 レベルメータ用理想ダイオード回路

 前回のオーディオレベルメータ専用ICではなく、いわゆるレベルメータ・デバイスの場合はマイナス側の信号を入力することができませんので半波もしくは全波整流して正電圧成分で入力させる必要があります。単純にダイオードで整流すると順方向電圧VFが差し引かれてしまい、小信号だとレベルが0になって消失してしまいます。
 小信号でも整流できるようにオペアンプを使用した理想ダイオード回路を使うとこの問題が解決されます。過去の記事にもアップしていますが私が至らぬために正常に動作できずに過ごしていまいた。 
 今回は信号ラインの波形と電圧をオシロスコープを使って追いかけ調べ、やっとちゃんと動作しない理由が判明し正常な目的動作となりました。いままで作っていた回路にあった不具合は見直してみれば基本的でしょうもない勘違いでしたね。ははは。

 特にオリジナルと主張できる物でもなく誰でも思いつく回路だと思いますので、今回は回路図も掲載しておきます(回路図はこちら)。
 初段で反転型理想ダイオード回路が約2倍のゲインで負成分を取出し、後段の非反転増幅回路で得られた負成分の正電圧出力をさらに約3倍に増幅しています。理想ダイオード回路のゲインを上げれば1段で済みますので2回路入りのオペアンプ1つでできるでしょう。入力側に理想ダイオード回路のフィードバックが入らない方が良いと思われる場合は前段・後段の順を入れ替えた方が良いかと思います。オシロスコープで波形を見た限りではノイズが戻ったりはしていないようです。
 出力電圧を調整するのにゲイン調整ではなく、入力段の可変抵抗で入力電圧を調整するタイプの回路です。

 今回、電源電圧をアンプ等で使い回している12V単電源としましたので5V単電源の時よりも制限が緩くフルスイングさせる必要もありませんでしたのでこれまたストック品のLM2902を使ってみました。
 音響的な質を求めるものでもありませんでしたので、抵抗も全て5%カーボンですし、カップリング・電源デカップリングの電解コンデンサも通常品です。
 出力を音として捉えないのでこれで十分でしょう。

入出力波形
 入出力波形

 入出力の波形をオシロスコープで観測してみますと、回路どおりの反転増幅を行った理想ダイオード回路として動作していて、負電圧成分のみを取出して増幅しているのが判ります。

 今回出来上がった回路は以前に製作してから、ぜんぜん使われていないレベルメータ回路の前段に使用する予定です。

音箱

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 いわゆるネットワークオーディオプレーヤー。

ネットワークオーディオプレーヤー
 Raspverry Pi + DAC + Volumio

 Raspberry PiとVolumio2でいろいろしてきましたが、基板むき出しだとオーディオラックに収めるにしても格好が悪い上に取扱が面倒だったので、電源込みでちゃんとした筐体に組込んでみました。
 Raspberry Pi 2 Model BにPCM5122を載せた中華なDAC HATを接続してラインアウトに出すというお手軽で何の変哲も無い構成です。電源はアンプ類に使っている+12Vを使い回しするため12V→5VにするDC−DCコンバーターの電源基板を追加しています。
 載せた"Pi Fi DAC+ 2.0"は"HiFiBerry DAC plus"に認識されます。
 ハイレゾ・オーディオかつDSD対応ですが私の手元にはそんな音源がありません(苦笑)ので、通常の44.1kHz音源だけですが、明らかにRaspberry Piのオーディオアナログ出力よりもまともな音が出てきます。
 I2CモードのPCM5122の14pinをGPIOに使っているようで、再生のストリーミング中は基板上の緑色LEDが点灯していました。今回はその信号を横取りしてフロントパネルのLEDに表示させるように改造。加えて組込む際にHAT基板に実装されているRCAジャックがすごく邪魔で筐体内スペースを圧迫してデッドスペースが生まれるため、取外して、ステレオミニジャックの側で音声出力のランドパターンがあった部分にヘッダピンを付け、そこから出力信号を取出しています。電源も訳ありケースに電源基板とRaspberry Piを押し込むとmicroUSBのコネクタにプラグを挿して電源供給ができない位置にあるため、GPIOの側から供給しています。
 保証が無い=勝手に改造しても関係ない、と思っていますので、こうなるとやりたい放題ですね。

 Raspberry Pi 2 Model BのメインボードにWi-FiがありませんのでUSBタイプのWi-Fi(WDC-150U2M)を付けてみたのですが、認識するもマシンへのアクセスが無線経由でどうしてもできません。ドライバはちゃんと動いているようなのですが、何故かUSB Wi-Fi無線経由で接続ができず。以前のバージョンでは普通に繋がっていたのですが、DACと相性が悪いのかバージョンアップで何かが変更されたのか・・・とにかく動いているように見えるのですがダメでした。
 違うUSB Wi-Fiで動作する物が確認できるまでのしばらくは有線接続での運用になる見込みです。そもそも有線で接続していたのでそのまま有線専用運用でも家庭内LANからはWi-Fi経由でも見えていてそのまま利用できるので問題は無いかも。

 放熱のため背面パネルはパンチングメタルにしています。
 背面パネルの大きな空き部分は空冷用のファンを取付ける予定でした。パネル加工が面倒で今回加工を見送ったため発熱問題が出てからの追加対応と考えています。

 基板むき出しだとオモチャか仮の姿の様だったのですが、筐体に入れて外部との接続もパネルの端子経由だとちゃんとしたオーディオ機器になりますね。
 だだ、今回はやたらと精度の求められる角穴をいくつも開ける必要があったのでパネル加工だけでかなり疲れました・・・。

レベルメータ

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 最近はこういうデバイスが減ってしまいました。

レベルメータ
 レベルメータ(検証中)

 手持ちでストックしてあったディスコンのレベルメータICであるTA7366Pを使った5点レベルメータ。
 ディスコンデバイスのデッドストックというのはシャレにならないですね。動作確認の為に久しぶりにブレッドボードで組んでみました。

 昨今は組み込みMPUで処理をする事が多くなったので、このようなレベルメータ特化デバイスは徐々にディスコンになっていってしまっています。レベルメータ用ディスプレイドライバーとして有名なTIのLM3914はまだまだ生き残りそうですが、いまやワンチップMPUの方が安価だったりして今後は大電流が取り扱える等の代替できない機能が付与されない限り生き残りは厳しいかもしれませんね。
 当該デバイスも、かな〜り昔に購入したままデッドストック品だったので、この機会に使ってみようと思って引っ張り出してきましたが、海外のサイトでもTA7366P入手するのはかなり難しいかもしれません。松下のAN6884やそのコピー品のKA2284などであればまだ入手しやすいでしょう。

 このデバイスは電池動作機器用に使っていたのでしょう。電源電圧も4〜12Vと幅広い範囲で使用でき、外付け部品もゲイン決定の抵抗2本と電流制限の1本の計3本、VREF用と入力のDCカットのコンデンサー計2本と非常に少なく済みます。動作電圧の幅広さと外付け部品の少なさは専用アナログでバイスならではですね。
 LED点灯はデータシート記載の定数だと-16/-11/-6/-3/0dBで点灯します。
 外付け回路を付ければ周りの明るさで減光する等もできそうですが、今回は省略してデータシートに記載の回路・定数のままで試してみました。

 動作させた感じでは全点灯するにはゲインがすこし足りない感じがしますが、正しく2VRMSの信号でテストしていませんので「感じ」だけかもしれません。
 とりあえず別件で進めている小型ミキサーのためのレベルメータとして基板製作へと進めていきます。

歪み系3(完成)

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 本家に経緯を評して同じ色に。

完成(distortion+)
 distortion+ 完成

 面倒くさい筐体配線とコネクター端子圧接など全て完了し無事完成。
 昔作った筐体の穴開け位置等をなぞったのですが、大きい基板を入れるには入出力のジャックの位置を下げるか、上部へレイアウトし直すかが必要かもしれません。
 上部に入出力ジャックと電源ジャックを付けると、ポッド背面の空間を有効活用できるので、上部ジャックのレイアウトも一度試してみようかと思っています。

 インジケーターのLEDですが、初代のモデルにはついていなかったのでそれを踏襲しました。決して手抜きした訳ではありません。回路上にはちゃんと電流制限抵抗と接続引き出し用のコネクタへの配線もしてあるので穴開け・配線すればすぐに追加できます。
 後付けするとすると現行モデルのように3PDTの上位置ぐらいに付けるかも・・・気が向けばですけど。

 あとは手描きでLevel/Gainの記載と、筆記体で「MXR Distortion+」と書き入れるかですが、自作モデルにそこまでコピー感が必要かと言われるとそこまでは不要かなぁ・・と思っています。やるとすればポッドの名称記載ぐらいですかね。

 あとは今まで作ってきた基板を収める筐体を作る予定。
 基板だけ作って筐体がまだなのはコーラス(Little Angel)、歪み系(MXR distortion ディスクリート版、EarthQuaker Devices Plumes)と残っています。空梅雨の様ですので休日に筐体加工と塗装を進めてみようと思います。

歪み系3(さらに続)

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 休みの日の昼間に一気に。

筐体(塗装済)
 筐体(塗装済)

 久しぶりに筐体加工と塗装作業をしました。
 穴明けをしようと卓上のミニボール盤を引っ張り出して使おうとしたら伝導ベルトが劣化していて使い物にならず、店頭で訊いても取り寄せとの事だったのでネット通販で探して取り寄せをして交換してやっと開始できるという、すごく遠回りをしました。

 筐体はHAMMOND 1590Bです。
 通販サイトではすごく廉価で中華なコピー品が出回っているのですが、コロナ禍のためか出荷が制限されているのかは不明ですが出品しているだけで購入できないのが多数ありました。私は地道に店頭で購入したのですが、激安品も一度出来を見る為にも購入してみるのも良いかもしれませんね。

 筐体加工は穴開け・加工に2時間、塗装に3日かかりました。
 塗り始めてしまった!と思ったのが黄色の塗料は他の色に比べて隠蔽率が低いのです。ですので本来であればサーフェイサーを塗って、白色である程度塗装を行った後に黄色の塗装をするべきでしたが塗り始めてから気付いてはもう遅く、仕方が無いので塗装回数を増やして作業をしました。一度に厚塗りしてもあまり良い結果にならないですし。
 今までの経験上、塗装後にかなり念入りに塗装溶剤を換装させないと表面がべた付いて後々困る事が多かったので、今回は念入りに塗装〜感想サイクルを長くして、仕上げのクリアーを吹いた後にさらに1日感想行程を入れました。
 おかげで臭いもほとんどしませんし、塗装表面のツルツル感もバッチリです。
 多少ホコリが載っているのはご愛嬌として勘弁願います。

 さあ、これで筐体への各種部品類の組み付けと内部配線を進めることができます。

歪み系3(続き)

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 なかなか筐体側の進捗が悪いので基板先行でサクッと。

distortion+
 distortion+(基板完成)

 やや面倒くさい配線取り回しもありましたが、それほど基板の規模も大きく無いのでサクッと完成しました。
 点接触ゲルマニウムダイオードはやっぱり気を遣います。ハンダ付け時の熱で簡単に死んでしまいますので...。

 先にコーラス等の基板を製作していましたが、こいつを先行して作ることにしました。
 単にケースの加工に寸法を調整する等の気を遣わずに穴開け位置を決める事ができるとか、塗装用の目的色のスプレーが手元にあるとかのしょーもない理由ですけど。
 筐体の加工〜塗装と組み付けまで進めていきます。

歪み系3

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 名機のクローン。

Distortion+
 Distortion+(レイアウト検討中)

 筐体加工は一段諾しましたが、塗装行程が今度はネックに(苦笑)。

 仕方が無いので次の歪み系の製作開始。
 超メジャーなMXR Distortion+を製作してみようと思います。例によってこちらのページを参考に、コネクタ対応にアレンジしてレイアウトを検討中。それほど大きな基板でもないので、さくっと作り終えそうです。
 今回レイアウトの部品定数と部品配置の部品の大きさが微妙に噛み合ないのでサイトに掲載のレイアウトとDistortion+の回路図を見比べてみたところ表記の部品定数が間違っている事が判明しました。10μFと1μFの記載(表記上はそれぞれ10uF/1uF)がありましたが、これらは10nF(0.01μF)と1nF(0.001μF)の間違いですので、同じサイトのレイアウト図をみて製作される方はご注意下さい。

 使われているオペアンプはモノリシック・オペアンプを広めた元祖とも世界標準とも言える741です。
 David Fullagar氏が開発し1968年にフェアチャイルドにより発売されたモノリシック・オペアンプで、周波数補償用のコンデンサーをチップに内蔵したことにより大変使いやすい汎用のデバイスとなりました。セカンドソースも含めて現在でも現役で使用されていますし製造も続けられています。

 歪みの元となるダイオードクリッピング回路に使われているダイオードですが、サイトの指定では1N34Aや1N914他となっていますが、オリジナルはゲルマニウムダイオード(1N270)を使用していると思いますので手持ちのストックにあったゲルマニウムダイオードの1N60を使うことにします。
 通常のシリコンダイオード(1N4148など)を使うともっと太く、LEDだとさらにバリバリ感が増すと思います。スイッチで切り替える事ができるようにMODするのもアリですね。

 回路の詳細の解説をしてくれているページがあって大変参考になりました。

歪み系2(続き)

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 結構配線量が多かったので時間かかりました。

DISCRETE DISTORTION
 DISCRETE DISTORTION(基板完成)

 点接触型のゲルマニウムダイオードは気を遣います。
 ハンダ付け時はガッチリとヒートクリップを使って素子に直接ハンダ付けの熱が伝わらないようにして作業します。
 最近はオーディを向けの高級パーツを使う事が多くなった様ですが、当初はそのような「オーディオ向け」と銘打った電子部品、特に抵抗やコンデンサーなどは極限られていましたので、Rolandなどの大手メーカーの量産品は抵抗もコンデンサーも一般品が使われていました。
 それをマネしてという訳ではありませんがHi-Fiを目的とするのではなく、どれだけ自分の好みの音になるかがエフェクターの目的ですので(ある意味クラフトオーディオも同じだと思っています)、高級オーディ向けの高額部品を使う=イイ音とは限らないのです。
 歪み系などは特性の悪い部品を使った方が味が出たりする事もあり、部品の選定は難しい・・・。

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