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このアンプだけでかなりのページを割いています。
今回が最終というわけで特性を色々測りました。

実はオシレーターのケーブルを作ったわけですが、前回測定の後でやっと気づきました。これはシールドケーブルですから高周波は減衰するんです。このケーブルではなく同軸ケーブルが必要なわけです。ですから高域でアンプインの波形が鈍っていたわけです。

右がRCAインに便利なようにと1mのシールドでRCAピンケーブルで作成したものですがこれは間違いでした。シールドケーブルはあくまでも低周波用(オーディオ)ですから、今回は左の普通のスピーカーケーブルにワニ口クリップを付けたもので測定しました。ちなみに右側のシールドケーブルの静電容量を測りましたら500pFもありました。
短いスピーカー用ケーブルで11pFです。



サイン波出力で10Hzから500kHzまで測定しています。テスターのAC電圧計は最高が20kHzまでですので正確ではありません。
オシロの電圧表示をメモしました。

スピーカー端子にダミー抵抗を付け、1kHzで約1Vの出力を基準にしています。家庭ではうるさい位の音量です。

エクセルでグラフを作成しましたがなかなか良いです。
10Hz～100kHzまでほぼフラットです。
グラフ作成はもう一つですが。
まぁ参考にしてください。



10Hz～90kHzまで±1dBに納まりました。他のアンプと比較していないので何とも言えませんが非常に良い特性だと思います。AB級アンプの最終型と言えると思います。この時代の後からD級アンプに変わってきています。
波形クリップ迄の電圧(最大出力)も測定しましたが16Vほどでした。計算すると10オーム負荷で25W程度です。4Ωなら30W以上は行けると思います。
元々の電源電圧が±26Vと低いですから35Wいければ良いと思います。

特性に関しては現在主流のD級のデジタル?アンプよりもちろん良いです。D級はPWM増幅でパルスからアナログを取り出すためにLCフィルターが必要ですので、カットオフが必要となります。高くても50kHz位でしょう。とはいえD級は効率が良いのが最大のメリット(バッ直不要)ですからカーオーディオには最適です。

次は方形波反応です。上がアンプインの波形で下がスピーカーアウトの波形です。アンプでの波形変化が分かります。

20Hz



50Hz



100Hz



500Hz



1kHz



5kHz



10kHz



20kHz



50kHz



100kHz



200kHz



波形の鈍りも可聴周波数帯域はほとんどなしです。変なオーバーシュートやリンギング等もなく至って正常です。

又暇を見つけては他のアンプも同様に測定してみたいと思います。
色々比較するのが最も分かりやすいですからね。

家で暫く鳴らして(エージング?)不意なトラブルや発熱や煙が出ないことを確認してから車両で鳴らしてみたいと思います。

この改造の特徴として、私にとって不要な回路(サブウーハーフィルターやアイソレーション回路等)を全て取り去ってシンプルにするというものです。特性も元々より良くして、特性改善のためのオペアンプも交換できるようにします。コンデンサは元々は汎用のものでしたのでオーディオ用に交換し、電源もオシロ等で確認しながらリップル、スパイクノイズを減少するというものです。
１つのリファレンスとしてどこまで出来るかという点です。

パワーアンプ部のコンデンサーは音響用として手持ちの物を使ったのでニチコンやパナ、東信等様々です。ブロックコンデンサは電源用ですが高さ制限がありますので。
スイッチング回路の平滑は電源用低ESR品でリモート回路やミューティングの制御回路は汎用品です。カップリングはMUSEのSEというバイポーラです。

追加自作オペアンプ基板をパワー部と接続してノイズの確認、増幅度の調整をします。スビーカーアウトが純正は片方が逆相接続ですが、LとRを正相接続できるようにしました。それらの改造設計をして行けることが確認出来ました。

回路自体はナカミチタイプです。パワー部がディスクリート回路で前段増幅がオペアンプです。

取り去ったパーツ類の基板の空きパターンに、リップル低減の為コンデンサーを追加しました。パターンの配線を注意深く見てパワー部と配線のショートがしないかの確認が必要です。パワー部の電源へのパスコン追加は色々試しましたがスパイクは減少できませんでしたので追加は無しです。
グランドに乗っているので消え去るのは難しいでしょう。
大きい容量のもの二つより、複数のコンデンサを並列接続の方がインピーダンスは低くなるのです。元々が3300μF/35Vのプラス側マイナス側二つですが、小型の物を探して3300μF/35Vを追加しました。突入電流は高くなりますが元々パワーは30W程度なので問題ないと思います。電流計で確認しましたら電源ONで一瞬5A以上流れます。コンデンサをむやみに大きくすると電源ON時コンデンサに充電するために大電流が流れます。



家庭用パワーサプライならで10Aぐらいの容量が無いと保護が働いて動作しないでしょう。



リップルやスパイクノイズを減らすべく、オシロで確認しながらこの様に積層セラミックコンデンサを取り付けました。いわゆるパスコンです。これが精いっぱいかもですね。
元々一次側に一つのコンデンサ(3300μF/16V→4700μF/16Vに変更)がつらいです。複数の方がインピーダンスを減らせるのです。
二次側のコンデンサの容量を倍にしましたので、一次側も容量UPした方がスムーズになります。

スピーカー端子の残量ノイズとして1.2mV～3mV位ですが、もちろんスピーカーに耳を付けても全く聞こえませんし、改造前より断然に良くなってます。というか元々このアンプのS/N比はそう良くないのです。スパイクさえ消えれば完璧なんですけどね。



オペアンプ(7倍増幅率)の追加基板はRCAピンに近くに配置。
下の基板への固定に苦労しました。



ICピンを使用して半田で固定しました。両面スルーホールのユニバーサルなら楽なんですけどね。



スピーカーアウトの配線接続が変わります。
⊕̠⊖⊕⊖から⊕̠⊖⊖⊕に変わりますから、とりあえず養生テープに記入し貼り付け。スピーカーインも塞ぎました。
GNDがRCAインのマイナスとスピーカーマイナスが共通にできました。これでグランドループノイズが全く無くなりました。



前面のゲインやフィルター類は不要なので全て取り去り回路も無くしています。





これでヘッドフォンアダプターを付けてAKGのK612PROで聞きましたが問題なしです。音がクリアになったと思います。ハイハットのステックの音が分離して聞こえるようになりました。ボーカルが前よりも浮かび上がってきました。
曲の間奏部分に小さいつぶやき声が入っているのですが、その言葉が分かりやすくなりました。ヘッドフォンでそんな程度の違いですが、確実に良くはなっていると感じました。

次はオシレーターとオシロで特性を測定したいと思います。
多分今流行りのD級アンプより高域は出ているはずです。

折角オペアンプ回路を作ったわけですから、手持ちのオペアンプを差し替えてみて特性の変化を見てみたいと思いました。

LM358はオーディオ用ではないのですが、動作確認の役目を果たします。
もし間違った回路でオペアンプが壊れたらもったいないので。
手に入りにくいのもあるので。

結果から言いますと全て同じでした。
波形もちょっとは撮ったのですが記録しても意味ないと思いまして途中で止めました。全て前回のブログと同じ波形です。

測定してみたオペアンプです。









取付予定のOPA2604APは、10年ほど前に購入したものですので偽物ではないでしょう。現在は売ってないみたいですね。
ARTの真空管ハイブリッドのマイクアンプを興味本位に購入したのですが、音がクリアではなかった為ちょっと改造したのです。真空管をロシア製からGEにして、オペアンプをTL072からOPA2604にしたのです。クリアになりいくつかのギター録り用に使いました。

その時買ったものが、最近パーツ入れの箱から見つかったのです。10個まとめて買ったのの残り8個ありました。

MRV-T300のミューティング回路前から回路を切り離し、オペアンプ基板と接続しましたが何となく行けそうな感覚です。

電源のリップルが若干あり、そこら辺の改善を図ろうとしている所です。

インプットのRCAピン端子はそのまま使用してシールド線で接続している所です。
増幅率は6倍では若干低い為、7倍で調整しました。デジボルで半固定可変抵抗を調整しましたが多回転ポテンションの方が調整しやすいです。抵抗値が決まったら固定抵抗と変更したらと思います。

追加する増幅回路はオペアンプ1回路で、2回路入りのオペアンプ１つで組むことにしました。

基本はBB(TI)のOPA 2604APとして増幅率は6倍で、半固定抵抗で微調整できるようにしました。
ユニバーサル基板では適切なサイズが無いので45mm×45mmをカットして、45mm×35mmとして基板にパーツをなんとか詰め込みました。

こんな感じで固定出来たらと思います。固定方法をどうするかより上手く動作するかが最初のハードルでしょうね。



回路としては、非反転増幅として増幅率を可変できるように半固定可変抵抗にてゲインを調整できるようにしました。最大10倍で最低でも6倍以上です。たしかOPAは5倍以上の設定があったと思いますが何とも言えません。オペアンプによっては増幅率を低くすると発振等不安定になると聞いたことがあります。



入力はカップリングコンデンサを設定していませんが、取り付ける場所が無いのです。
パワーアンプの前のミューティング回路へのカップリングは、フイルムコンデンサとしたいのですが基板には収まりませんので、MUSEのBPコンデンサとしました。発振防止用のフイルムコンデンサを二つ付けています。

動作確認として、MRV-T300の±15Vから引っ張ってきて、オシレーターとオシロでオペアンプ回路単体の波形特性を見ました。

まずは、LM358を取り付けて確認。出力0.8V以上で波形に微妙な波形の崩れがありますし1Vではクリップが出てきます。
とりあえず動作しましたので、LM358からOPA2604に変更して慎重に電圧を上げていきます。

以下OPA2604APでの測定波形です。上の波形がオシレーター出力(アンプイン)、下の波形がオペアンプ出力波形です。低い周波数と高い周波数はオシレーター自体の波形が鈍っていますから単純に上下の比較です。

1kHzのサイン波



サイン波に関しては10Hz～100kHzまで波形鈍りなし。問題なしです。
出力電圧も最高10V位まで可能でした。

次は方形波応答性波形チェックです。発振などが無いかです。

20Hz



100Hz



1kHz




10kHz



100kHz



500kHz



オペアンプ単体での測定ですが、オシレーターの鈍り波形のまま増幅しています。高周波域は参考程度で良いと思います。全く問題ないと思います。
これがスピーカー端子からも同じような波形が出てきたら良いアンプと言えます。入力にカップリングコンデンサを接続しようと計画していて、10μFでは低域(20Hz～50Hz)で波形が鈍ってきました。もちろん2.2μFでは低域がかなり減少します。入力インピーダンスの影響もあるかと思いますが、もしコンデンサが必要になった場合で低音を重視したいのであれば100μFのBPコンデンサにしても良いのではと思います。現在は入力コンデンサなしにしていますが、使用用途に応じて決めればよいかなと思います。
サブウーハー以外なら通常の10μF位で良いと思います。
オペアンプ保護の為の入力抵抗もなるべく低い方が良いので、現在は1kΩとしています。
出力抵抗はコンデンサを介して10kΩでミューティング回路に入りますから、保護としては必要なしとしています。

これをパワーアンプ部と接続してどうなるかですねー
パワー部以外は回路自体が全く異なりますからね。
オペアンプ１つとパワーアンプですから、上手くいけばオペアンプを差し変えて聞き比べが出来るかもしれません。

今日は時間は掛かったのですが、単純に2チャンネルアンプとして活用するために不要と思われるパーツ類を全て取り外しました。ボリュームは残そうかと思いましたが0.775V を0dBとして入力固定ゲインでやってみたいと思います。

ほとんどを半田吸い取り器ではなく吸い取り線で対処しました。吸い取り線は価格が高いのですが仕方ありません。



このパーツ類を取り外した所に追加基板を付けようと考えています。



すっきりしたでしょう。スイッチやボリューム類は無くしました。

ミューティング回路のインにオシレーターを繋いでオシロで波形を見てみましたが、十分に良さそうです。

アイソレーション回路等無いのでGNDはスピーカーと電源と共有でいけます。おかしなノイズも無くなりました。やはりオシレーターのGNDがRCAのマイナス側でGNDに対し浮いていたのがノイズの原因だと思います。

もちろん左右のスピーカーの極性はマイナスがGNDで問題ないことを確認しました。筐体の表示を変えなければなりませんね。
これでヘッドフォンアダプターも使えます。

上がオシレーター出力波形で下がアンプスピーカー出力です。
基本の1kHzです。



参考に100kHz の波形です。出力は減衰していますが綺麗な波形です。



次は、方形波を入力します。これで応答特性(スピード感等)が分かります。
波形が鈍っていても異常ではありません。急激な音の変化に追従できるかの参考波形です。それから発振していないかの確認にもなります。

オシレーターがオーディオ用なので100Hz以下と10kHz以上は正確ではありません。一応参考にはなります。

20Hzです。他のアンプより鈍り具合は少ないです。



100Hzです。全く問題ないです。



10kHzです。ナカミチPA-302sより鈍りは少ないです。



出力の減衰はありますが、100kHzです。これは特性的には良いと思いますよ。
参考波形です。



パワーアンプの入力ゲインとしては高いので、それまでの増幅回路が必要です。
約6倍必要です。この増幅としてオペアンプ回路を一つだけとし追加していく予定です。ミューティング回路があり、そのためのカップリングコンデンサが２つ程必要になるのが残念です。ノイズが乗らないで上手くいくか?
ネットを探しても、こういう改造の前例が無いので心配ではあります。