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2013.02.24

mini3製作失敗と、3月の予定について

余分に買っておいたAMB Labsのポータブルアンプ、mini3の基板を余らせていたので、
せっかくなので週末に部品の半田付けを行いました。

作業そのものは順調だったのですが、
半田付けが全て終了したあと、
電池スナップ裏側の出っ張りをニッパーで切り取ろうとした所で「バチッ!」と火花が飛び、
その時のダメージが原因と思われますが、オペアンプが壊れてしまい、またもや製作失敗となってしまいました。

ああ、またやってしまった…(失敗2台目)

原因を探ってみた所、電池スナップの半田付けと、その後の処理に問題があったようです。

9Vの電池スナップを確実に半田付けするため、
上記のように、あらかじめ放電しておいた9Vニッケル水素電池を取り付けた状態で半田付けを行ったのですが、
放電しきったつもりでも若干電気は流れていたらしく、
半田付けを行ったあとに触れたニッパーにより短絡が発生し、
その時のショックでオペアンプが壊れてしまったらしい…という流れ。

一台目の製作失敗も、これが原因だったのかもしれません。

通電している事を意識して取り扱わねば危険ということを理解しました…。
(この場合、半田付けが終わったあとで電池を取り外して電源スイッチを入れ放置することで、
放電をしっかり行う必要があったみたい。

悔しいので再製作したい気持ちはありますが、他に優先すべきものがあるので、ちょっと保留予定。






話は変わって、今後の予定について。

次回はいよいよスピーカー向けのアンプの製作にチャレンジしてみようと思います。

僕の部屋は狭く、設置スペースが限られるため、フルサイズのプリメインアンプを置く事ができず
現在はONKYOのハーフサイズプリメインデジタルアンプ、A-905FX2を使って、
スピーカーのFOSTEX GX100に接続してPCオーディオを楽しんでいます。
Onkyo-A-905FX2_024.jpg
(中身ぎっしり)

現状に特に不満はない…と言いたい所なのですが
デジタルアンプ特有の硬質な音がどうも好きになれず、
そのため極小サイズの中華系デジタルアンプにも食指が伸びない状況でした。
(Toppingのデジタルアンプを買ったことがありますが、こちらも好きな音ではありませんでした)

電子工作の候補はかねてより色々考えていたのですが、
上記の理由からデジタルアンプのキットは作る気がせず、
かと言って大仰で本格的な巨大アンプは作れる気がしないし、サイズの制約もある…

そこで僕が製作を考えたのは、
僕が去年製作して、今でも一番気に入って愛用しているディスクリートヘッドホンアンプ、
ぺるけ式FET差動ヘッドホンアンプの設計者である、ぺるけさんが提唱している
真空管アンプDIYプロジェクト「ミニワッター」です。

ちゃんとした真空管アンプの音を聴いたことがなく、興味をそそられたという点と
僕のような初心者でも作れるように制作手順が細かく記載されている点、
今使ってるプリメインアンプの音量ボリュームを9時より先に回したことがない(そんなにパワーはいらない)ので、1W未満の小出力アンプでも十分だろう…と思った点、
FET差動ヘッドホンアンプ同様、多くのフォロワーが製作しており評価も高い…
という点などが決め手になりました。


製作に向け、ぺるけさん著書である「真空管アンプの素」を購入しました。
初心者でも理解しやすい内容となっており、僕のような素人には最適な一冊…らしい。
miniwatter_001.jpg
これを読んで、アンプ回路の理解も少しずつ深めていきたいなあ。

この著書では、1W未満出力の小出力ながら
音質に定評があるミニ真空管パワーアンプ「ミニワッター」についての情報と、
僕のような素人でも作れる「2段直結シングル・アンプ」の実装配線図などが記載されており、
非常に好奇心を刺激される内容です。


3月は、この著書に掲載されている最もシンプルな「6N6P 2段直結シングル・アンプ」を製作すべく、
少しずつ準備を進めています。

製作に関して、一番の難所はヘッドホンアンプなどよりも複雑で立体的なケース加工が要求されるという点ですが、
幸いにして、ぺるけさんが製作に使用した「ミニワッター用加工済み汎用シャーシ」を現在進行形で頒布されているため、
このご厚意に甘えさせていただく予定です。

この汎用シャーシのケースサイズも「ミニサイズ」と呼ぶにふさわしいコンパクトさで、
僕のような狭い部屋でも置けるというのがうれしい。


まずは製作に向け部品集めから始めます。

ああ、楽しみだなあ…!
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Posted at 20:13 | 雑記 | COM(0) | TB(0) |
2013.02.20

【JDS Labs Objective2 DIY Headphone Amplifier】製作レポート

先月、JDS Labsで買ったヘッドホンアンプ基板、Objective2です。

組み上げてしまうのがもったいない気持ちが少なからずありましたが、
いよいよ休日に半田付けを行いました。

Objective2_004.jpg
細かな作業を要求される箇所が無いので
製作難易度は低く、プラモデル感覚で作れました。
Objective2_005.jpg

ほとんどのパーツ類は公式のパーツリストに記載されている推奨品を選択し、MOUSERで注文したものです。
ゲイン設定はデフォルトより低めの、ローゲイン2倍&ハイゲイン5倍に設定。
オペアンプは通常verに加え、低消費電力verと両方のラインナップを揃えましたが、最初は通常verを選択。
Objective2_006.jpg
1/4wの抵抗はVISHAYのCPF、1/8wはRN50とSFRをメインで、ちょっとだけXICONが混じってます。

フィルムコンデンサは僕が気に入って使ってるArcotronics/KEMETのR82で統一し、
ACアダプタからの電源デカップリングコンデンサはニチコンのオーディオ向コンデンサKT、
低ESR指定のコンデンサはPanasonicのFMを使用。
Objective2_007.jpg

積層セラミックコンデンサ、温度係数X7RとC0Gグレードのもので統一しています。
Objective2_008.jpg

今回一番のこだわりポイントは、
2.1mmのDCジャックをスイッチクラフト製にしてみた点です。
マットな質感がかっこ良く、SWCの刻印が誇らしい。
Objective2_009.jpg
このObjective2、基本は電池駆動となりますが
14~20VのAC-ACアダプタを接続することで外部電源駆動と電池の充電が可能です。
(交流のACアダプタ限定である点に注意)
JDS LabsのObjective2のマニュアルによると、電源を切った状態でアダプタに接続すると
8~24時間程度で充電が完了するとの事。
振れ幅が広すぎる…
この充電時間の長さからして、電池損傷リスクが少ない「トリクル充電」のはず。

裏面。
アルミットKR-19RMAの半田乗りがとても良いおかげで、
芋半田もなくスムーズに半田付けできました。
Objective2_010.jpg

組み上げ後、
電池を装着し、電源を入れ、各種チェックを行い
正常に使用可能であることを確認できました。

気になるオフセットは無調整で5mv以下に抑えられています。
(僕が作ったものは3.5mv程度)

そして肝心の音出しチェックも問題なし!(この瞬間がうれしくてたまらない!)



それではいよいよケースに収納します。
加工済みパネルを買っておけばケース加工の必要もなく、完全にプラモデル素組み感覚。
Objective2_011.jpg

Objective2 ヘッドホンアンプ 完成!
Objective2_012.jpg
このヘッドホンアンプは、ニッケル水素9V電池2本で駆動する、
いわゆる持ち運び可能な「ポータブルアンプ」というカテゴリのヘッドホンアンプですが、
ケースサイズが高さ3cm、幅10.85cm、奥行き8cmと非常に大きく、
iPodをはじめとするデジタルオーディオプレイヤーと組み合わせて電車内などで使うには不向きです。
Objective2_013.jpg
出張先や外出先にも持っていける、「室内向けのポータブルヘッドホンアンプ」
というような立ち位置のアンプかと思います。

手元にあるポータブルアンプとのサイズ比較。(ここに載せてないのもいくつかあります)
Objective2_016.jpg
ご覧のように、小型サイズのポータブルアンプ2台分の幅があります。(でかい)
Objective2_017.jpg


やってみたかった、AMB Labs γ2 DAC&σ25電源ユニットとの三段重ね。
Objective2_014.jpg
おお、なんだか高級そうな佇まいに…。


こういった中途半端な立ち位置のヘッドホンアンプには、
同じく中途半端な立ち位置のヘッドホンが合うだろうと思い、
開放型のポータブルヘッドホン、HD238と一緒に撮影。
Objective2_015.jpg
PC → X-DDC → γ2 DAC → Objective2 → 各種ヘッドホン…の組み合わせで
現在進行形で、音楽を聴いています。

正直、あんまり期待していなかったのですが
一聴してわかる高精度、高解像度の出音で、
コストパフォーマンスに優れたヘッドホンアンプと思います。

中でもノイズの無さは圧倒的で、
ノイズを拾いやすいSONYのヘッドホン、MDR-Z1000を接続しボリュームを最大まで回しても
全くノイズが聴こえない点はすごい。

しばらく使い続けてみたあたりで、改めて音の感想を書いてみたいと思います。
(レビュー待ちのアンプが溜まってきた…)




ちなみに、このObjective2、
JDS Labsで基板とケース、加工済みパネルを買って、公式推奨のMOUSERで実装部品を揃える場合は
一万円以内で製作可能となります。
ケース加工が不要な点、製作難易度が低く細かな調整も不要な点から、
気軽な電子工作にはぴったり…と思います。

とはいえ、MOUSERで部品を買う場合は合計金額7500円以上じゃないと2000円の送料が発生してしまうので、そこを加味すると一万円を超えてしまいます。(O2の部品だけでは7500円に届かないので)
よって、僕と同じルートで注文される方がいたら、ついでにCmoyBBを製作することにして一緒に部品をカートに入れるとか、高級オーディオ用オペアンプなりを追加注文して調整されるとお得です。

Posted at 00:45 | DIY関連 | COM(2) | TB(0) |
2013.02.11

【Meier Audio Porta CordaⅢ USB】二台目製作 ~恐怖のオフセットの巻~

去年に組み上げたJDS LabsのCmoyミント缶ポータブルアンプ、
cMoyBB v2.03Rは非常にシンプルな回路のCmoyアンプですが、
見た目のシンプルさからは想像できないほどの良い音が聴ける点、
過剰になり過ぎない程度に低音を持ち上げてくれるバスブースト機能と
電池を交換せずに、ACアダプタのプラグを差し込むだけで電池の充電が可能な気軽さがうれしく、
チープなミント缶のビジュアルもなかなかツボで、
それなりに出番が多く、気に入って使ってます。
JDS-Cmoybb_008.jpg
当機はオペアンプ一個で駆動しているポータブルアンプなので、
このオペアンプを変更することである程度の音質変化が期待でき
定期的にオペアンプローリングをしたくなるのですが、
このCmoyBBは音声出力側のミニジャックに3.5mmステレオミニプラグを差し込まないと通電しない仕組みとなっており、
オペアンプ差し替えのたびにミント缶から基板を取り出し、
基板裏の出力部にテスターを当ててオフセット測定するのが手間と感じていました。

しかし、先日、突如アイデアがひらめき、
このように両端オスのステレオプラグがついたケーブルを用意すれば、
いちいちアンプのケースを開けずともオフセットの測定ができるということに気付いてしまいました。
130211_001.jpg
何故今までこれに気付かなかったんだろう…。

ともあれ、全てのアンプのオフセットが簡単に測定できるようになって、
自作したアンプのオフセット定期チェックが気軽に出来るようになりました。

これを機に、僕が組み上げた全てのヘッドホンアンプの出力部を再測定してみたところ、
なんと、PortacordaⅢ USBから12mVのオフセットが出ている事が判明しました。
portacorda_027.jpg
何故気付かなかったんだ…

一般的にヘッドホンアンプのオフセット許容値は5mvまで、と言われていますが
許容値を大幅に超える直流漏れが発生している事に気付かず、何ヶ月も使用していたという事実に恐怖。


よく今までイヤホンが壊れなかったな…と思いましたが、
詳しい方に聞いて見た所、
実際はこの程度のオフセットならば、
まだヘッドホン・イヤホンを壊すほどではないらしく、それほど深刻な問題ではなさそう…ということがわかりました。
(いつもありがとうございます)

ちなみに、僕が所有していたBCLクローンヘッドホンアンプ、
LovelyCubePlemiumも10mv程度のオフセットが発生していたので、ギリギリ安全圏なのかな…?とは思いますが。

オフセットの発生には色々な要因がありますが、
今回の件に関しては
使用しているオペアンプの「入力オフセット値」が大きく関わっているようです。

僕がPortacordaⅢ USBに実装したオペアンプは「LM6171BIM」。
portacorda_035.jpg
このオペアンプのデータシートに書かれている入力オフセット値は「6~8mv」となっており、
他の一般的なオーディオ用オペアンプと比較しても非常に高い値となっている事がわかりました。
(例えば、秋月電子などで売られているOPA2134PAは2mv程度です)

この値が低いオペアンプほど、オフセットも小さく抑えられ、安全に使える…らしい。
(オペアンプの動作条件や発振の問題もあるので、一括りにはできませんが)

このオペアンプについて再確認してみたところ、
同じLM6171のSOICパッケージでも「LM6171AIM」「LM6171BIM」の二種類があり、それぞれ入力オフセットの値が「3~5mv」「6~8mv」となっていました。
AIMのほうが選別品なのかな?

よって、まずは憎きLM6171BIMを取り外すこととします。

まずはオペアンプの足を残して本体部をカッターで切り取り、
portacorda_036.jpg

ハンダ吸い取り線を当ててやると残った足もくっついてきて、
SOICの再実装が可能になりました。
portacorda_037.jpg

この後、オペアンプをLM6171AIMに変更してみたところ、
オフセットの値が「12mv」から、「8mv」に減りました。
しかし、大体データシート通りの変化ではあるものの、現状では使う気になれません。
僕の実装に問題があるか、仕様なのか…はわかりませんが。

ともあれ、安全圏といわれる5mv以内に抑えたい…。


そこでまうまう、博打に出ました。
部品は揃っていたので、2台目のPORTACORDAⅢ USBを製作。
portacorda_033.jpg
本当の2台目はPCM2704の実装に失敗してしまったため、
実質3台目の製作となります。
(キットを再注文しました。送料込みで2000円少々で2台分買えるので、ありがたい)
portacorda_034.jpg
少しずつ、SSOPのIC半田付けのコツがつかめてきたように思えます。

portacorda_039.jpg
Meier-Audioではオペアンプ「LM6171」を実装するように推奨しているのですが、
上記のように、大きめのオフセットが発生してしまいます。

そこで、スペックがLM6171に類似しており、入力オフセット値が少なく、またMeier-Audioのアンプの現行機種にも多く採用されているリリースの比較的新しいオペアンプ、
OPA209AIDを実装してみました。

OPA209AIDの入力オフセット値は150μV、つまり0.15mvという低さなので
このポータブルアンプのオフセット値がオペアンプ由来であるならば、
これで問題を解決できるはず。
portacorda_038.jpg

そして、この状態でチェックをしてみたところ、オフセット0mv、発振音も聴こえず、
肝心の音質も上々!(と思える)と、最高の結果が得られました。
や、やったぞ!



左が1号機、右が2号機です。
portacorda_041.jpg
1号機との音の違いを確かめたい所ですが、
LM6171を実装した1号機は、もう使いたくない…

1号機製作の際、ほとんどの予備パーツを用意していたので
フィルムコンデンサ属を買い足す程度で再製作が可能でした。(安く作れて良かった)
portacorda_040.jpg
前回との違いは、0.068ufのPPコンをVISHAY/BCのMKP416、0.22ufの積層フィルムをPanasonicのECQV、
スチロールコンデンサをXICONのアキャシャルリード品を使い、
3.5mmミニジャックを、マル信無線からSwitchCraft製に変更し、
LEDを紫から赤色に変更。
portacorda_042.jpg
というわけで、このPortacordaⅢ USBの製作を考えている方は
オペアンプの変更を視野に入れたほうが良い…と思います。

ともあれ自分の手で、安全に使えるPortaCordaⅢ USBの再製作に成功したことで
当機にますます愛着が湧きました。
この手探り感がたまらん…!


また今回の製作ついでに、一緒に買っておいたOPA209の2回路品、OPA2209と
OPA2134の後継機種らしい?FET入力オペアンプのOPA1642のSOICをDIP変換しました。
130211_002.jpg
OPA1642は消費電流1.8mv、OPA2209は消費電流2.5mvという低消費。
どちらも±2.25vからの動作電圧を保証していることから、
ポータブルアンプに使用するオペアンプに最適と言えます。

しかし、OPA1642をCmoyアンプに載せると発振してしまうようで、
当てが外れてしまいました。(CmoyBBに使う予定でした)

反面、OPA2209は今のところ、どのアンプに使用しても安定動作してくれて、非常に優秀と感じます。
バイポーラ入力タイプなのでCmoyアンプには使えないと思うのですが、
オフセットが0mvで聴感的にも問題ない…というのは安全と捉えていいのだろうか。
こちらは、今のところLeijineのA47ポータブルアンプ、47Aptblのボルテージフォロワとして使用しています。


今回の件で、オペアンプに求めるべき性能やデータシートの正しい見方について、
理解が深まった感があります。

そして、やはり電子回路の基礎について学ばねば進歩がないな…とも感じています。
まだまだ面白い事がいっぱい学べそうで、オーディオの海は広いなあ…。

Posted at 23:16 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |
2013.02.04

【AMB Labs M3 DIY Headphone Amplifier】改修レポート

MOUSERで注文した部品が到着して
念願のObjective2製作準備が整いました。

が、その前に、いくつかやりたいことがあります。

手始めに、昨年に製作したAMB Labsのヘッドホンアンプ、
M3の改修を行いました。
amb_m3_015.jpg


このM3ヘッドホンアンプ、そろそろレビュー記事書こうかな…と思っていた頃なのですが
製作後にいくつか気になる点が出て来ました。
以下のような点です。

・ゲインが少々高いのが気になる
・やや硬質な音印象で、僕の好みの音傾向ではない
・一部の内部配線の強度が不安
・ヒートシンクを足付きタイプのものに変更したい


まず、ゲイン設定について、
AMB公式のパーツリストのデフォルト設定は「利得11倍」となっています。
ぺるけさんのヘッドホンアンプや、LEIJINEさんのヘッドホンアンプの初期利得設定がかなり低め(2~3倍程度)であることを考えると、これは相当に高いことがわかります。

高インピーダンスのヘッドホンを楽々ドライブできる!というのが高ゲインの利点…らしいのですが、
利得2倍設定のLEIJINE A496 type1で、僕の手持ちの高インピーダンスヘッドホン、
k702、HD650が余裕でドライブできていることを考えると、やはり利得はほどほどで十分のようです。

僕のM3は7倍の利得設定で組み上げたのですが、
最もノイズを拾いやすい低インピーダンスヘッドホン、MDR-Z1000を接続した時に
ごくごくわずかにフロアノイズが聴こえるのが気になっているので、
利得7倍⇢5倍に下げて、ノイズ低減と音量調整バランスの改善を計ります。


次に、「僕の好みの音傾向でない」という点。

柔らかく聴き疲れのない、僕好みの素晴らしい音を聴かせてくれる「ぺるけ式FET差動ヘッドホンアンプ」という比較対象があるため、
つい神経質で硬質な音が耳に入ってくると、気になってしまいます。

僕のM3にはアナログデバイセズのハイエンド・オーディオ向けオペアンプ、
AD8610を3枚載せているのですが、
寒冷系で固めの音印象で、音の分離と表現力が優れている印象です。

これはAD8620を載せたLEIJINE A496 type1の音イメージと被るところがあり、
このオペアンプの音質特徴で、M3の出音に深く関わっているのだな、と確信しました。

よって、オペアンプを変更すれば僕好みの音質変化が期待できそうだ!と思い、
ちょうどその時MOUSERで安く売られていた、以前から気になっていたオペアンプを注文しました。
amb_m3_030.jpg
とうとう買ってしまったOPA627AP 三枚(下段)

(注文当時は1750円で売られていたのですが、2月に入って値上げになったようです。)
※2/11現在、RSコンポーネンツで1700円で販売中です。安い。

「とりあえずいい音を聴きたいから、OPA627に差し替えればいい」という安直な考えが嫌だったので
スルーしてきたのですが、
M3は自分で組み上げたヘッドホンアンプだし、
このくらいの贅沢も許されるんじゃないかな…!と考えを改めた次第。
市場価格比で安く売られていたというのが後押しになりましたが。

僕のM3は、リニア電源ユニットSIGMA11から、安定化された24Vの直流電圧を受け取って駆動する仕様となっており
各チャンネルのオペアンプに流れる電源電圧を測定した所、22vの電圧が流れている事を確認できます。
これは、OPA627を始め、様々なオペアンプの実力を引き出すのに十分な電圧であり
差し替えの効果も十分に期待できる!…はずです。


というわけで、M3のケースを開けて
気になる点を改修していきました。

そのうちポッキリ行きそうな直配線部をグルーガンで固め、
amb_m3_033.jpg

MOSFETにネジ止めするヒートシンクを足つきタイプのものに変更し、グラつかないように改善。
amb_m3_031.jpg

ゲイン設定用の抵抗を交換し、利得を7倍から5倍に変更。
そしてオペアンプをAD8610からOPA627APに差し替えて、
amb_m3_032.jpg


改修完了!
amb_m3_034.jpg
さらに、半固定抵抗器を調整し、
各チャンネルに流れる電流量を15%増やし、低インピーダンスヘッドホン向けのグレードアップを図りました。


以上の改修で、
利得を下げたことによりMDR-Z1000接続時に無音状態でごくわずかに聴こえていたフロアノイズが消失し、ボリューム調整がしやすくなり、内部配線とヒートシンクを固定したことで、より安心して使えるようになりました。


そして、オペアンプをAD8610からOPA627APに差し替えた音質変化ですが、想像以上に変化が大きく、
鳴らし始めの数十分は高音が荒れていて不安だったものの、
すぐに落ち着いて来ました。(本来の音になるのはもう少し通電が必要そう)

一聴して低音が豊かになり、高音は適度に刺激が抑えられたため、理想的な僕好みの音バランスになったように思います。
フラットではない印象。

聴きこめば聴きこむほどに、強烈に音の実体感を意識させられる印象で、
抽象的な表現となりますが、「音楽性が高い」音作りと感じます。
オペアンプの差し替え程度で、このような変化が得られるとは思いませんでした。

OPA627はとにかくべた褒めの記事が多く見られるため、
「高ければ高いほどいい音」の思い込みに囚われているのではないか?と思っていたりして、
注意深く、かなり疑ってかかったのですが…
僕が間違ってました。OPA627の音、大好きです。


地味な改修でしたが、効果は想像以上に大きく、
大成功でした。

1月は、ややハイペースに色々作りすぎた感があるので、
今月はちょっとずつ、じっくり味わいながら電子工作していこうね…

Posted at 02:55 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |
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