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以前、アルパインのMRV-T300というアンプを点検した際に、稼働期間が殆どないのと目視と動作確認にて問題なし。と、判断したのですが、今回ヘッドフォンで確実に音を確認すべく自作したヘッドフォンアダプターを接続しようとしたところ、スピーカーの端子でLとRのマイナスが共用ではなく、HELIX HXA-40と同じで片方のスピーカーのプラス側がGNDに落ちているのです。

通常の3極端子ヘッドフォンは使えません。

このアンプのサービスマニュアルを探し当てて持っているのですが、回路を見てみましたら完全にサブウーハー用途を目指しているのですよ。純粋なステレオアンプという位置付けではなく、サブウーハー機能を重視した回路設計となってます。



もちろん通常のアンプとしても機能しますが、そういう使い方には無駄な回路と設計だと感じました。



ブロックダイヤグラムです。
どのようなアンプのスピーカーOUTからでも接続できるように、又LとRをミックスするためのアイソレーション回路が組まれています。これだけでオペアンプ3回路です。
そのあとにゲイン調整回路(増幅度)でオペアンプ1回路、そのあとにフィルター回路でオペアンプ3回路、そしてフェーズ(位相変換)回路でオペアンプ1回路の合計としては、オペアンプ8回路ですので、4回路入ったオペアンプが4つ使用されてます。オペアンプはNECのμPC4574のSOPタイプが基板に実装されています。

困ったことにLとRのスピーカーアウトのGNDが異なるのです。



Lのマイナス側とRのプラス側は内部で繋がってます。そしてアンプのGNDに接続されています。



回路を眺めていましたら、パワーアンプ部の入力側でL側は位相はそのままでR側は位相が(逆相)180°変換されています。ですからそのままMONOやL＋Rにスイッチを切り替えるとスピーカー配線繋ぎ変えだけでブリッジ接続になってしまうのです。ステレオ使用の場合はR側が位相変換されてますので、スピーカー側の配線を逆にしたら辻褄が合うのです。凄く複雑でしょ。ですからノイズとしては乗りやすいのです。壊れたら回路図が無いと修理が難しいと思います。

で、オシレーターとオシロで波形を確認すると波形にノイズが乗るんですよ。
入力側がアイソレーションされてますからね。グランドノイズなのかアンプが壊れているのか判断がつかないんです。ヘッドフォンが接続出来るならノイズ等確認しやすいのですが。

ヘッドフォンでもそれぞれのユニット別に配線があったら(4極)接続できます。
色々調べてみるとヘッドフォンバランス接続とかで配線を改造(4極)している方も居るんですね。再生側としてのの良い音への追及は本当に素晴らしいです。効果はどれほどか分かりませんが。

また回路を眺めていましたら、パワーアンプ部はディスクリート形式なのが気になります。通常はドライバー部はICなんですけどね。
家庭用の高価な良いアンプはディスクリート形式が一般的です。




改造案として、純粋にステレオアンプとしての無駄な回路を無くし、回路追加のあくまでもチューニングではなく純粋に改造です。

・パワーアンプ部だけ利用する
・アイソレーション回路、フィルター部、位相変換回路部は全て削除
　(部品も取り去る)
・前段増幅のオペアンプ一回路のみとして基板を追加する。
・オペアンプは比較的新しい設計の良いものとする。(OPA2604等)
・スピーカーのR側のプラス側GNDをマイナス側GNDに変更
　マイナスはマイナスで統一とした方が自然でしょ。 ヘッドフォンアダプターも使えるし

ここまで改造すれば多分性能的にも良くなると思います。
現在はオシロでの点検で一次側コンデンサの劣化が認められたのでそれだけ交換しています。他の二次側は交換してもリップルの波形傾向や減少は無かったので元のコンデンサに戻しています。

今回皆さんが弄らない手間がかかるMRV-T300を弄ってみます。
このまま捨てるのももったいないですからね。
また上手くいくか分かりませんけどね。

経過など報告します。

ナカミチのPA302Sというアンプですが、これは一度人の手に掛かって部品交換したアンプです。入手してすぐに壊れたのです。これを修理して自分なりの知識でリニューアルしているのですが、その途中でアンプの確認システムを構築したりエフェクターを修理したりとかやってきました。

電源部の修理に関しては以前のブログを読んでください。

で、今どうなっているの?　ですが、


回路を解析して弄っているのですが、ヘッドフォンで問題ないことが確認できたので一旦報告します。

・コンデンサーは交換してあったものを一部(BPコンデンサ)を除いて全て取り外し
・コンデンサーは適材適所を考慮して新たにセレクトしました
・電源平滑部はオーディオ用ではなく純粋に電源用低ESR品・長寿命品を調べて、複数のお店で購入
・スイッチング一次側は、車に接続した時点でバッテリー電圧が印加されますので、そのコンデンサは低ESRかつ温度105°C、寿命1万時間品としました。許容リップル電流が高く発熱しにくいコンデンサです。
例えば、ニッケミのKZ〇シリーズですね。
※コンデンサーはリップルにて温度が上昇して寿命が短くなりますので、リモートオンでパルスが発生した時のリップルを少なくするのが課題
・スイッチング二次側の電源部は2段階平滑となってます。低ESRかつ5000時間と1万時間品をセレクト。
・保護回路などのコントロール用もまぁ良いもので揃えました。
・アンプ部も全て105℃で出来るだけ長寿命品でそろえました。
・オーディオ用は2000時間が精いっぱいですのでそれはそれで割り切る
・電源部はニッケミを主に使い、オーディオ部はニチコンが主です。
・平滑回路の容量と高さの関係で2種類混合しています。高さの制限があるので探すのが大変です。平滑関係のコンデンサはまだ振動防止の基板接着はしてません。
・パスコンはオシロスコープで確認しながらいちいち半田付けして確認(アンプ個体で変わるので)　測定用のTP(テストポイント)を半田で色々つけましたから基板の半田はまだ汚いです。決まりましたら再半田します。



一次側はトランスの近くのパターンにパスコンを接続すると効果が無かったので離れたここに付けました。リップルは若干減りました。色々つけても変わらないので最小限です。
3300μFのコンデンサーとパラでは効果なしでした。

オペアンプを交換できるようにしてあるのですが、元々の電圧が19Vありますので抵抗とツェナーを交換されているのです。改造は̟±12Vにしてありましたので±15Vに変更しました。ツェナーと抵抗を変更しました。変更の変更です。



ほとんどのオーディオ用オペアンプは定格電圧±15Vです。
もしオペアンプを変更したいならこの改造は必須です。
元々は19V近くあります。最大電圧のギリギリかオーバー気味です。

このオペアンプの電源の終端点のパスコンでかなりリップルが減りました。
パスコンは今のところ積層セラミックで10μF/50Vですが、発振等必要になれば追加します。オペアンプの定電源回路のGNDがRCAライン入力側になってましたので、パスコンのアースは、電源(ケース)のGNDではなく入力側としました。何処をオシロで測定するかで変わるのですが、このアンプのオペアンプの定電圧電源のアースと同じにしました。これで問題があれば調査・対処します。
このアンプはスピーカーのマイナス側は電源のGNDと同位です。入力のRCAピンのマイナスとケースのGNDとは電位が異なります。



カップリングは元々はEROというものですが、WIMAというものと交換しましたが、あとでパターンを見てみますと2.2μFをパラで接続されているのです。最近気づいて今のところEROとWIMAの混合です。
オペアンプですが、最初はTIのOPA2604のDIP変換したものにしましたが、後にNSのLME49860にして、結局現在はBBのOPA2134としています。



オペアンプいくつか交換



パスコンを取り付けたら全体の発熱が減りました。アイドルで消費電流2.2A近くでしたが、2A以下になりました。コンデンサの発熱の影響でしょうか? で、ほんの少しアイドル電流を増やしました。

オペアンプ交換は基板全体を外さないといけないので、手間がかかります。
ある程度良いもの(相性が良いもの)に交換したらそのままでしょう。

オシロで方形波形の過渡応答でのなまり具合をみましたら、凄くないんですよ。
ナカミチだから凄いだろうという先入観はありますが。

正弦波は100kHz以上なまりはありません。減衰しますけどね。

調整がまだ良くないのかもしれませんが、方形波で10kHzでなまりが出だします。
オーバーシュートやリンギングは無いので全く問題ないのですが、100kHzだと三角波になってしまいます。確かに音の傾向は柔らかいので波形もその傾向です。
ところが低域は他のアンプよりも良い波形なんです。とはいえ100Hz以下はなまりが出ますが他のアンプと比較してもなまり具合は少ない方です。
この結果から低音のスピード感(瞬間的な反応性)はあるけど高域に関してはスピード感よりも、落ち着きや定位や柔らかさがナカミチの特徴でしょうか?

波形の鈍りに関しては、送り出すオシレータがオーディオ用の低周波用なので、高周波域の波形が良くないです。正弦波は問題ないのですが方形波は100kHz以上はなまっています。結果というより傾向という表現が良いかもしれません。
性能が良いファンクションジェネレーターが欲しいです。

パスコンですが、現在は取り外しています。出音に全く効果が無いのとスピーカーの雑音も全く効果がないです。これを付けたから雑音が減るという事もありません。あくまでこの電源部分のリップルが減るというだけです。とことん減らして自己満足するんでしょうか?
元々、ナカミチの設計としてはカップリングに電解コンデンサーは使ってないですし、ドイツの高価なフィルムコンデンサーを使用していますから、パーツ交換や追加のチューニングの効果はほとんど無いと思います。いかに原状復帰の整備をするかでしょう。

まぁ、今のところは暇を見つけてちょこちょこ調査・調整している段階ですので、また変化があったら報告する予定です。

現在はコロナで暇なので、やれないときに色々やっておけば後々役に立ちます。

アンプによりスピーカー端子の接続方法、RCAライン入力のGNDは本当に様々です。弄られる方はご注意を。
理解されていないと簡単にアンプを壊すことになります。

HELIXのHXA-40という昔の薄ぺったいアンプがあるのですが、これドイツ製です。
薄いからシートの下に簡単にインストールできます。何かと重宝です。

これを確認しようとしたところ、片方のスピーカー端子+側ともう片方の－側が繋がっているのです。パターンを見て、ナカミチみたいに中央２つがスピーカーのマイナス側だろうと̟⊕̠⊖⊖⊕̠と接続したら片方のスピーカーの位相が反転していて後ろから音が出てくるような感覚でした。

ブリッジ接続がやりやすい構成でこのようになっているのだと思います。

下記のような接続構成となります。



これを先日作成したヘッドフォンアダプターで接続すると、アンプをショートさせるか位相反転で聞こえてくるかですので完全に使用不可です。
ヘッドフォンの左右耳の配線がスピーカーのように別々でしたら対応可能です。

アンプによっては、このような配線構成になっていたり、アンプのGNDにスピーカーマイナスが同電位でRCAピンのマイナスが浮いていたり、スピーカーのマイナスがGNDに対し浮いていたり、RCAピンのマイナスがGNDと同電位だったりと様々です。オーディオ系のDIYの場合はそれらを理解して作業しないと簡単に壊れますから注意です。
回路図があれば分かるのですが、一般には公表していませんからね。

アンプ確認用ですが、どうもスピーカーだけでは大きい音も出せず、ノイズや細部の確認が取れない為ヘッドフォンアダプターを作成しました。

ご注意
このアダプターはほとんどの自動車用パワーアンプには使用不可です。
ほとんどがLとRの極性が異なりますからアンプを壊す恐れがあります。
現在は使用していません。
下記の4極化ヘッドフォンでアンプにあった接続に変更しています。
ヘッドフォン4極化

スピーカー端子からヘッドフォンを鳴らすためのレベルを落とすアダプターです。
この方式は昔のオーディオ用アンプのやり方を真似ました。最近は、別回路でオペアンプによるヘッドフォン出力が多いです。

スピーカー負荷として15Ω/10Wのセメント抵抗にしました。本来は15Ω/10Wを並列で7.5Ω/20Wとする予定でしたが、比較したら違いが分からないので15Ω/10Wひとつだけとしました。これの出力に300Ωでヘッドフォンに接続して100Ωを並列にいれる予定でしたがこれも違いが感じられない為、無しとしました。どうせヘッドフォンの負荷が32Ω～100Ωあるのだし必要なしと判断。もし最初のスピーカー負荷抵抗15Ωを入れないなら100Ωは入れたほうが良いと思います。

回路はこんな感じとなります。
300Ωを直列が通常のヘッドフォンのインピーダンスで丁度良いと思いますし、抵抗の値も採用例が多いです。300Ωを並列にしたのは、AKGのヘッドフォンでインピーダンスが高いものもありますのでそれにも合わせる為です。
通常は300Ωで良いと思います。使用例としては200Ω直列の物、300Ω直列と100Ωをヘッドフォン出力に並列にした例があります。これぐらいの抵抗値で自分の環境に合うように調整したらよいと思います。



インプレッサで使用していたスピーカーネットワークのケースを利用。基板も再利用したのでケースと基板は汚いです。



抵抗で100Ωも基板に取り付けていますが配線はしていません。しばらく様子見て不要なら取り外します。

ヘッドフォン端子側と基板裏側です。問題点が一つあります。ヘッドフォンはLとRのマイナス側が接続されていて、配線接続間違いによりアンプを壊しがちになります。

※対策としてスピーカー配線はマイナス側を一つ配線しないようにしています。
スピーカー端子の＋－の並びがメーカーにより異なります。
ナカミチでは　＋－－＋　アルパインは　＋－＋－　です。これを凡ミスでどちらも同じような感覚で接続したら１つシュートしてしまいます。昔ならTrがすぐ壊れます。保護回路が働くとは思いますが何とも言えません。昔のアンプですしパワーTr類は入手不可だったりと貴重なものです。ですからマイナスは一つは配線しないよう印をつけると凡ミスを防ぎやすい様になります。これは確認用なので必要なくなったら使用しませんからこのような対策にしています。汎用として常時使うならヒューズ等入れます。



それから、MRV-T300のパッシブボリュームに対するノイズの件ですが、
このようにボリュームケースのアースに配線してMRV-T300の電源のGNDに接続できるようにしました。接続するとボリューム自体がシールドされるという事になります。アースを接続するとヘッドフォンで確認しましたがノイズは嘘のように全く出ないようになりました。ボリュームの金属部分をRCAライン配線のマイナス側に接続しがちですが、それはケースバイケースだと思います。今回あえてやらなかったのは、MRV-T300のスピーカーインプット機能があったのでちょっとした不安があったためです。



これによりヘッドフォンで各アンプを確認しましたら、不具合は無かったです。細かい音質の差はまだ分かりませんが整備したアンプは非常にクリアです。

それからM-ONEでのEQのスピーカー補正状態のままでヘッドフォンで聞いたら、すごく低音と高音をブーストしていてかなり不自然でしたのでヘッドフォン用としてフラットにしてプリセットしました。Headphone1としてプリセットしています。

Alpine MRV-T300ですが、このアンプには機能が沢山あります。
他のアンプと異なる点は「スピーカーインプット」があるのです。これは純正カーオーディオ等でRCAプリ出力端子が無いものでも接続できるという機能です。
低出力の純正アンプのスピーカー出力をそのまま接続して利用できます。
MRV-T300はAテクニカ等のハイローコンバーターようにライントランスではなく、回路でアイソレーションしているのです。トランスは周波数特性がハイレゾ域までは行きませんからね。それらを意識して電子アイソレーション回路としたのか不明ですが。
通常スピーカーアウトの－側はGNDではない場合があります。ブリッジ接続ではもし片方の配線をGNDに接続するとショートと同じで壊れます。
とりあえず、電源のリップル等をテスターで測定しましたが問題ないです。
コンデンサ交換しても改善しないと思いますし無駄です。
スピーカーDC漏れも1mv以下でかなり優秀です。DC±26Vのリップルも数mVです。電源からの回り込みに関しては問題ないです。

問題なのは「スピーカーインプット」機能をオペアンプでやってるので、かなり複雑な回路になっています。RCA入力はバランス入力のGNDなし回路となってます。
つまりRCA端子の+側と－側両方に同じようにカップリングコンデンサがありそれぞれ抵抗もあります。メインがスピーカーインプットで、ついでにRCAのLINE入力にしたような回路です。



アイソレーションアンプだけでオペアンプ3回路が使われています。
ゲインはボリューム形式ではなく増幅度でのゲイン変更方式です。



基板裏側のパターンに直接取り付けるSOPのオペアンプで4回路タイプが4個も使われています。複雑なので、このシリーズのチューニング改造がされないのは面倒なのとソケット化も困難だからでしょう。交換するにしても4回路オペアンプでは選択肢が少なくなります。

結局、MRV-T300側の問題ではなくパッシブボリュームとの相性の問題でした。
パッシブボリュームを金属製にしたのはこういう場合に対処できるようにしたかったからです。MRV-T300の電源側のGNDをケースに接続しますとノイズは消えました。RCA端子のマイナス側をケースに接続してもノイズは消えませんでした。ややこしいですがこういうアンプと接続するときはパッシブボリュームは駄目なので、アクティブにすれば済むことなのです。パッシブですから全てのボリュームの角度でインピーダンスが変わるのですよ。ゼロでは0ΩでマックスではM-ONEのインピーダンスが関わります。

ボリューム回路の前後にバッファオペアンプ回路を作ればよいのです。入力インピーダンスを高く出来て、出力インピーダンスも低く一定にできます。ですが、面倒なのでその都度GNDを配線する事にします。原因は判明しているので。

それから回路を色々解析していたら、このアンプのパワー部は完全にディスクリート形式なんですよ。Alpine 3554とかがドライバー部はドライバーICなんですが、これは全てナカミチみたいにTrで構成してあります。
フィルターとかスピーカーインプットとかの回路は全て取り去って、最初に一段だけ最近の音が良いオペアンプに変更し、オペアンプ増幅度変化のボリュームではなく、通常の入力ボリューム形式に変えれば結構良い音になるかもしれません。スピーカーイン、フェーズシフト、そしてサブウーハー用のフィルター回路(バイパス可能)でかなり詰まってますからね。簡素化すればもっとクリアになることは間違いないと思います。
また暇な時にそれを考えてみます。



パワー部です。ICは使われていません。改造するにしても最初の増幅はオペアンプが必要ですが、ステレオ2回路のオペアンプで良いものがありますしね。
追加基板で作成とか面白いですね。