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スレッド一覧

  1. ニャさんのオーディオ掲示板(0)
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測定ツールの試作 (8)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 6月19日(土)13時40分20秒
返信・引用 編集済
  今回、試作中の6GB8ULPPアンプの測定に測定ツールを使用して見て甚だ具合が良いので測定ツール
自身の測定精度を向上させる事にした。

元々は定性的に観測出来れば良いので余り精度は追及していなかったが使ってみると大変便利なの
で定量測定に耐える測定器として使える様にした訳で有る。

減衰器の回路方式を当初の物では性能的に使えない事が判って、途中から回路変更をしたが未だ精
度の追及が出来ていなかったので精度を追い込む事にした。

本機を実際に使い出してアンプの内部回路等、高電圧、ハイインピダンスの回路の観測、測定に当
たって大変重宝しているが、アッテネータの減衰率の精度が取れていないので一々偏差を換算しな
いと実際の正確な測定値が読めないの不便で有ったが今回制度の向上を図った次第である。

当初のアッテネータの精度では5%位の誤差が有ったが、精密調整をして±0.5%の誤差に収めた。
アッテネータは-40dB、-20dB、後、アンプの利得が+20dBを組み合わせて所望の減衰特性を得て
いる。

細々して少々見づらいが正相側入力、反転側入力、差動入力の順に周波数特性、減衰特性、位相特
性を示す。以下、写真(上)が正相入力、(中)が反転入力、(下)が差動入力である。

反転入力のF=40kHz前後で+0.15dBの盛り上がりがある。正相側は問題ない。
F=100kHzで-2dB程の減衰が有るのは入力インピーダンスが高いので測定帯域外を減衰させる為で
ある。
 
 

デジタルオシロスコープ(4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 6月11日(金)06時41分54秒
返信・引用
  早速、今朝バックアップ電池の状態を確認の為オシロスコープの通電をしてみた。

結果、正常に動作する様になった。
電池切れの状態の時は、ACコードを接続して電源を接続するだけで勝手に起動していた
が之も無くなった。時間表示もメモリが消えることが無くなった。

取り敢えず之にて作業は完了にしたいと思う。

後、テクトロにアナログオシロスコープの修理をしたいと考えている。国内ではパーツ
が入手出来そうにないのでebay辺りで探す事にしたい。
 

デジタルオシロスコープ(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 6月10日(木)10時45分43秒
返信・引用
  テクトロニクスTDS5054Bのサービスマニュアルを見て、分解を始めたがトップカバー
が外れないので苦戦する。

動く範囲で引っ掛かっていそうな所を調べて行くとアクセサリポーチのファスナーの
金具が怪しいと成り、試しにラジオペンチで引き上げると簡単に外れることが判り、
やっとトップカバーの取り外しが出来た。よくよくマニュアルを見るとファスナー金
具がトップカバーから離れて描かれているので之で正解で有ろうと思う。

次に、トップライトサイドシャシーを外して、プリンター取付金具を外してやっと目
的のバックアップ電池に辿り着いた。

電池の電圧はリチウムイオン電池であるが29mVしかないので、手持ちの新品と交換し
て作業は完了した。

明日、再度電源を入れて、バイオスの内容が保存されていればバックアップ電池の交
換はOKである。オシロスコープのプラットホームはウインドウズベースのMniATXマシ
ンで有から問題無く動くだろうと思う。

先ずはカバーを壊す事なく作業が済んだので目出度しである。この作業をメーカーサ
ービスに依頼すると多分、数枚の福沢さんのお世話になる事になり痛い出費で気が滅
入っていたがやれやれである。

電源投入後、ダイアグを見ても問題無くPassしているのでOKとしたい。再度明日確認
である。
 

測定器の修理(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 6月 2日(水)09時24分16秒
返信・引用 編集済
  岩通のオートマチックボルトスライダーAR1000の不良品を入手したので回路図を
起こす為、分解修理中である。の続き。

結局、ACインダクションモータの減速用ギアのグリースが硬化して廻らなくなっ
ていたのが故障の原因である。

回路図を起こした事で動作メカニズムも大体理解出来てモーターの不具合が判っ
たのでモーターの修理に出す為にモーターユニットを外してモーター単体で試験
するとモーター自身は正常に動作するので、次に減速ギアユニットを外して動か
してみると硬くて動かないのでギアユニットを有機溶剤で洗浄して正常に動作す
る事が確認出来たので新しいグリースを充填してモーターユニットの修理は完了
した。

今朝早朝から、全体を再度組み立てて調整をして修理完了と相成った。

電圧設定誤差範囲を小さくするとチャッタリングが起きるので±1V位にした方が
うるさく無くて良い様である。
回路内には異常電圧時に出力遮断する回路が有るが一応AC110Vを超えると作動
する様に設定した。

ヤフオクでダメ元で送料込みで¥2208-で落札したが勉強にも成り此の3週間の暇
潰し(こればっかり弄っていた訳ではない)としては十分お値打ち品で有ったと思
う。
 

測定ツールの試作 (7)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月29日(土)11時50分9秒
返信・引用
  今回、初めて実戦に投入してPPアンプの電圧増幅回路の各段の特性を測定した。

今まではオーディオアナライザの入力インピーダンス、許容入力電圧の制限で歪率特
性おろか周波数特性すら測れなかったが、此の測定ツールのお陰で、入力電圧、入力
インピーダンスを気にする事無くオーディオアナライザの機能を十分活用してグラフ
の作成も迅速にできる様になった。

測定に供用し始めたばかりであるが、アンプの内部動作が手に取る様に解るのは頗る
有益である。

測定ツールの仕様案を考えてから、プリント基板の設計、基板加工機でのルータ加工、
機構部品等の手配と暇を見ての作業で半年近く掛かって了ったが、我乍ら便利な物が
出来たと満足している。

写真(上)が測定風景の全体像、(中)が測定風景アップ図、(下)が測定ツールの
画像である。
 

デジタルオシロスコープ(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月27日(木)15時39分31秒
返信・引用
  プラットホームのパソコンのBIOSの設定、システムのバックアップ、レジストリの
バックアップをした。

OSは今と成っては古いWin2Kであるが、久し振りに使ってみて思うのは安定性は良い。
軽いし早い!。

最近のパソコンはOSが64ビットにになった以上にメモリの使用量が大きい。見たくも
無いWEB広告の動画の為に大容量のメモリを積んでいる様な物で甚だ遺憾であると思う。

之でTDS5054Bの導入チェックは取り敢えず完了としたい。
 

デジタルオシロスコープ(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月24日(月)07時43分53秒
返信・引用 編集済
  今朝、引き続きセルフキャリブレーション、ダイアグ、ハードコピーのチェックを
した。概ね良好である。

次にパスワードのタイムエラーが出たのでパスワード無しで設定し直した。下手に
パワスワードを設定すると電源立ち上げの度にキーボードが必要になるので面倒臭
いのでこの様に設定した。

次に、正弦波を見ていると波形が少し時間軸上を前後する様であるが、所謂ジッタ
ではなさそうである。

矩形波を入れると波形は静止するので垂直増幅器のAD変換器の1/2LSBでのサンプ
リング誤差の影響だろうと思われる。
8ビットフラッシュ型AD変換機で有れば分解能は1/256であるので0.4%FS
(フルスケール)の間で取り込んだデータがふら付くのでサンプリングの度にタイミ
ングがずれる事は考えられる。

後、ハードディスクのバックアップを早めにしておく必要がある。

以下、写真はハードコピーの画像である。
 

デジタルオシロスコープ

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月23日(日)15時18分52秒
返信・引用 編集済
  今回、テクトロニクスのデジタルオシロスコープTDS5054Bを入手した。
動作チェックを行ったが概ね良好である。
消費電力は今まで使っていたTDS754Dの1/2.5になりPC:115W/AC100Vである。

亦、パソコン(win2k)をプラットホームにしている為マンマシンインターフェースが頗る良
くなっている様である。

今まで同じテクトロニクスのTDS754DとTDS540(バックアップ用)を使っていたが性能は兎
も角、中々専門性が強く余り使い勝手が良い印象は無かったので出番は少なかった。
亦、消費電力がTDS754DでPC:255W/AC100Vと大きいので最近の省電力液晶表示の物を探して
いたら出物が有ったので購入した次第である。

TDS754Dで使い難いなと思っていた処は随分改良され、設定の変更も直感的に出来る様にな
って使い勝手が向上した様である。

写真の2段重ねの上側が今回導入したTDS5054Bで、下側がTDS754Dである。両方共当方には
少々贅沢な感があるが大人の玩具(おもちゃ)と云う事でまあ良かろうとした。
 

測定器の修理

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月18日(火)11時17分36秒
返信・引用
  先ず、第1番目、APのSYS2522で日頃使用しない機能であるモニタースピーカから音が
出ないので、久し振りに埃の掃除がてらカバーを開けてスピーカのコネクタを調べると
2本あるピンの一方がずれて刺さって無い事が判明した。前回埃掃除をした時コネクタの
接続をミスっていたのだろう。カバーを付け再チェックしてちゃんと動作している事を
確認した。

今回、不具合が見つかったのはスピーカのF特測定をマルチトーン信号で測定してスプラ
イン処理をして簡易F特を測定しようと思い立ったためである。

2点目、岩通のオートマチックボルトスライダーの不良品を入手したので回路図を起こす
為、分解修理中である。

最近、近所でも太陽光発電が増えて、日中のACライン電圧が異常に高い事が多い日が続く
ノイズも多いし、真空管等は寿命加速試験をやっている様な物で全く不快に思う処である。

最近の市販電気製品だと電源にスイッチング電源を使う事が多いが、これは簡易定電圧化
されているので問題には成らないだろうと思うが、前述の様に真空管アンプでは過度の電
圧変動は有害であり全く迷惑である。

交流安定化電源だと理想的な電源になるが、安定化電源自身の損失が大きいので少々面白
くないところである。スライダックで電圧調整するのが損失も少なく良いのであるがスラ
イダックの番をする訳にもいかないので之を自動化する事を考えている。

最近はトルクの強いステッピングモーターもあるので場合によっては自作する事も考えて
いる。
 

6GB8UL-CFPP-STAの改造(4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月13日(木)14時24分31秒
返信・引用
  同様に続きで歪率、クロストークのデータを示す。
(上)Rch歪率、(中)クロストークである。
ノイズレベルは歪率データから求めることが出来る。
F=1kHzでの歪率は0.0025%以下(2W/8Ω)まで下がっており2号機よりも良い。
クロストークも低い周波数で2号機よりも改善されている。
 

6GB8UL-CFPP-STAの改造(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月13日(木)14時17分45秒
返信・引用
  先日の2号機に引き続いて3号機の改造も行って、特性のチェックをした。

此方は2号機と違って歪率調整用半固定抵抗は殆どずれていなかった。稼働時間が3号機の
方が少ないのでまあ妥当な処であると考える。

特性的には後から作って2号機の問題点を改善しているので若干良い様である。

画像(上)は2号機、3号機を並べた写真、(中)周波数特性、(下)Lchの歪率出力特性
である。
 

6GB8UL-CFPP-STAの改造(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月10日(月)07時03分53秒
返信・引用
  続きで歪率、クロストークのデータを示す。
(上)Lch歪率、(中)Rch歪率、(下)クロストークである。
ノイズレベルは歪率データから求めることが出来る。
F=1kHzでの歪率は0.003%以下(2W/8Ω)まで下がっておりソリッドステートアンプ
と比べても遜色が無いレベルである。
 

6GB8UL-CFPP-STAの改造(1)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月10日(月)04時35分35秒
返信・引用
  表記のアンプのバイアス回路の改造を行った。
最近のアンプ製作で得られた知見を基にバイアス回路の部品点数を減らして信頼性の向上
を図った物である。

後、定期点検と調整を行ったが真空管の稼働変化で歪率調整用可変抵抗器の調整範囲のマ
ージンが略無くなって来た。次回の調整では大幅なメンテナンスをやる必要が有りそうで
ある。

測定データを画像データで示す。(上)アンプの外観図、(中)内部配線図、(下)周波
数特性図で、歪率特性クロストーク特性は次回掲載になる。
 

測定ツールの試作 (6)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月 3日(月)04時41分45秒
返信・引用 編集済
  一応配線が完了して通電チェックを始めた。
消費電力はAC100V、2.7W(max)であった。

電源トランスはテクニクスSH9010Eの御下がり、ケース以外は手持ちの部品を流用
して仕上げた。

本機製作の目的は真空管アンプの内部回路の特性測定をやる為である。
普通、AC電子電圧計を使えば良いと思われるが、電圧計内部のアンプの性能が貧弱
で之を通すと歪率など測定出来ないので、新たにオーディオアナライザの前置アンプ
として作成した。

入力電圧はDC+ACpeak=1.1kV、であるのでUV211のプレート電圧も其の儘、測定出来
る。入力インピーダンスは1MegΩとした。
THD+N≦0.003%/100Vrms(1kHz)であるので真空管アンプには十分な性能であると考
えている。周波数特性は以前に掲示公開した通りである。

写真(上)正面から見た図、(下)内部写真
 

測定ツールの試作 (5)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 5月 2日(日)14時13分57秒
返信・引用
  シャシーの加工とパネル図のシルク図を作成した。
シルク図はテプラを使って作る事にした。
 

SPBOXの設計(11)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月21日(水)16時49分11秒
返信・引用 編集済
  ハイパスフィルタ(HPF)側の設計を行った。

フィルタ回路方式は4 'ord Bessel LPFとした。
HPFは2次HPF位で十分特性が得られそうであるが群遅延が平坦になるフィルタを採用するので
4次HPFとした。

LPFからHPFの変換はL/Cを入れ替えればそのまま計算できる筈であるが、久し振りにフィル
タ設計の本を引っ張り出し復習である。

LCフィルタの設計をやっているのは、最終的にGICを用いたFDNR型アクティブフィルタを構成
する為である。

FDNRフィルタは基本LC-LPF回路が有ればBulton変換を使って実現出来る。亦、パッシブネット
ワークはアンプ切り替え試聴の時は必要となるので作っておく事にしたい。

次に、クロスオーバー周波数は-6dBとするポイントをFc=630Hzとする。

シミュレーション結果グラフを画像で示す。
 

SPBOXの設計(10)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月19日(月)08時44分4秒
返信・引用 編集済
  パッシブチャンネルディバイダの低音側の設計が略完了した。

低音用スピーカTL1601bのローパスフィルタ(LPF)は、グループディレイを平坦にする
為、Bessel-LPFを使う事にした。

周知の様にこのタイプのLPFは肩特性が悪いので、中高音用ホーンスピーカの位置的遅れ
距離を補正する為にフィルタ次数を8次とした。

クロスオーバー周波数はF=630Hzで-6dBクロスとした。
之で、LPFを含めたウーハの遅れ時間はTd=-1.11mSとなり、空間距離はLtd=38.3cmとなる。
之にウーハの振動版位置分の距離を加えた距離が正味となる。

画像(上)がスピーカ、逆回路(インピーダンス補償回路)+LPFの等価回路図である。
(例によって定数は暫くの間、非公開である。)
画像(下)がシミュレーション結果のグラフである。Fcから1oct.上がった所での減衰量は
Butterworth 4'ord LPF相当は取れている。周波数が上がると本来の8'ord LPFの特性になる。
 

SPBOXの設計(9)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 9日(金)14時42分44秒
返信・引用 編集済
  マルチスピーカシステムにする時、周波数帯域を分割するにはネットワークが必要である
が、実際にスピーカをネットワーク(NW)を介してドライブした時の様子は余り検討さ
れていない様なので若干検討して見た。

ネットワーク(NW)は4次バターワースLCローパスフィルタに付いて、アンプの出力
インピーダンス、負荷抵抗値を変化させた時、スピーカとしてTAD TL1601bを
用いた時、TAD TL1601bにインピーダンス補正回路を接続して定インピーダンス
化した時、に付いて負荷両端での出力電圧の周波数特性の変化をSPICEを用いたシミュレー
ションして調べて見た。

1、負荷抵抗値RLを変化させた場合の周波数特性の変化
画像(上)にシミュレーション結果を示すが、インピーダンス整合が取れているRL=8Ωで
は綺麗な4次バターワースLPF特性が実現出来ているが、他のRL値では周波数特性上に何らか
の暴れが生じているのが判る。

2、NW(4次LPF)にTL1601bを接続してアンプの出力インピーダンスを変化させた場合
画像(中)にシミュレーション結果を示す。アンプの出力インピーダンスの大小に係わらず
スピーカのインピダンスの影響を受けて周波数特性(F特)上にうねりが観測されているのが
判る。アンプの出力インピーダンスがRo=20mΩ(DF=400/RL=8Ω基準)でも聴感上、弁別出
来なくてもうねりは見える。

DF=10/8Ω位までは余り変化は見られないが、DF値が之より小さくなって来ると段々とF特上
の暴れが大きくなって来るのが判る。DF=1以下では共振周波数、反共振周波数でインピー
ダンスの盛り上がりの影響を受けて聴感上無視出来ないF特の暴れを生じている。

アンプの出力インピダンスが下がって来るとスピーカに対する制動も効き難くなるので締り
の無い低音になる事が想像される。

3、負荷としてTL1601bにインピーダンス補正回路を追加した場合
画像(下)にシミュレーション結果を示す。インピーダンス補正回路によって負荷が定イン
ピダンス化されたので、アンプの出力インピーダンスが変化しても出力レベルは変わるが周
波数応答には大きな変化が観測されない事が判る。

アンプの出力インピーダンスが上昇してDF=1/8Ω以下になって来るとカットオフ周波数近傍
で肩特性が鈍って来るのが観測される。

以上より、スピーカのインピーダンス補正回路は頗る有効である事が判った。亦、昔から言
われる様にスピーカのドライブは電圧源駆動する事が正しい事が改めて確認出来た。

尚、此の検討に4次バターワースLPFを用いたのはある程度高次LPFで肩特性が観測し易いフ
ィルタとした為で、嘗て設計したデータの中から引っ張り出して来た物である。
 

SPBOXの設計(8)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 5日(月)09時51分24秒
返信・引用 編集済
  残った反共振周波数下でのピークを逆回路を使って打ち消す作業をした。

当初、インピーダンスカーブの計算結果を見てカーブが大きくうねり原因が解らなくて苦戦
をしたが改めて計算結果を再確認していてグラフの縦軸が他のグラフと統一されて無い事に
気付いた。

表示レンジを合わせて元々の結果で上手く行っていた事が判明した。原因はSPICEが計算結果
を表示する時に自動で表示レンジを最適化する為、同じグラフの表示レンジと早とちりした
事に因る当方の勘違いである。

取り敢えずの計算結果グラフを掲示する。

画像(上)がインピダンスカーブ、(中)が6次ベッセルLPFにスピーカ負荷を付けた時の周
波数特性、(下)グループディレイ特性である。補償回路のインダクタンス、キャパシタ共
に実用的な範囲である。
 

SPBOXの設計(7)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 3日(土)11時39分14秒
返信・引用 編集済
  次にパッシブLPFにスピーカを接続した状態を想定してシミュレーションを行ってみた。
パッシブLPFはウーハとホーンスピーカのタイムアライメントを取る為、グループディレイが
平坦なベッセルLPFを使用する事にした。亦、位相の回転を合わす為に6次のLPFとした。

ベッセル6次LPFでクロスオーバー周波数で減衰量が-6dBになる様にフィルタのFc(カットオ
フ周波数)を選ぶ事にした。ベッセルフィルタは位相平坦特性の為、減衰の肩特性が悪いの
で理論Fc可成り低い周波数になる。Fcに関しては公開していないがデータを精査すれば概略
判ると思う。

先ず、8Ωの抵抗負荷時の周波数特性を求め、次にTL1601bを負荷にして、インピーダンス
補正回路の無い状態をシミュレーションした。最後に、これにF0のインピーダンスの山を補
正した場合の周波数特性のシミュレーションを行って評価した。

画像(上)、純抵抗負荷の時の6次ベッセルLPFの周波数特性、(中)、負荷をスピーカ
TL1601bに換えた場合の周波数特性、(下)負荷をTL1601b+F0インピーダンス補正回路に
した時の周波数特性を示す。

之より判る様にインピーダンス補正回路は一定の効果が有り、補正が効いている周波数帯域
では周波数の暴れは消えていて有効である事が判る。唯バスレフの反共振周波数でのインピ
ダンスの山は補正を掛けていないので之の影響は残っているのが観測されている。

唯、此の評価は集中定数系での話であって、即ち負荷の両端の電圧を観測した物であるので
スピーカの出力音圧を観測した物では無いと云う事である。

スピーカの様な電気機械振動系である分布定数回路の音圧(周波数特性)は集中定数系と違
って特性の暴れ方が大きいのでパッシブLPFの負荷インピーダンス不整合に因る暴れ等は
問題に成らないレベルかも知れない。

此処は最終的には実際に出て来た音を聞いてみないと何とも言えない処である。
後、バスレフボックスの反共振周波数でのインピダンスの暴れ処理の検討もある。
 

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