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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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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。
 

SPBOXの設計(6)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 3日(土)07時08分53秒
返信・引用 編集済
  次に、TL1601bはウーハであるのでマルチユニットスピーカシステムの低音部を受け持
つ事になる。従ってチャンネルデバイダが必要となり、コイル(L)とキャパシタ(C)で
パッシブLPF(ローパスフィルタ)を作るか、亦はアクティブLPFを介してマルチアンプ
駆動する事になる。

特にパッシブネットワークを使用する場合はF0でのImp(インピーダンス)の様に周波数
特性上にImpの盛り上がりが有るとLPFがImp不整合による暴れの為に所期のフィルタ特
性が実現出来無くなり遮断特性が甘くなったり、本来平坦な特性であるべきパスバンド
内でF特にうねりが出たりして本来のLPFとして機能しなくなる。此の為F0近傍と高域周
波数でのImpの盛り上がりを補正しImp特性を平坦にする為のインピーダンス補償回路
(逆回路)を検討した。

補正後のインピーダンスカーブを示す。F0近傍のインピーダンスの山は解消出来る事が
判った。先ずは此の状態でのLPFの周波数応答の検討をしてみたいと考えている。

SPBOXの設計(5) のインピーダンスカーブと比較すると上手く行っている事が判る。
 

SPBOXの設計(5)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 3日(土)04時59分21秒
返信・引用 編集済
  TL1601bをスピーカボックスに入れた時のインピーダンスカーブが測定出来たので之
よりパラメータを抽出して等価回路を作成した。

この等価回路からSPICEを使ってインピーダンスカーブをシミュレーションして見た。
略実測値と同じ特性カーブが得られたので等価回路は概ね合っているものと考えられ
る。

尚、ここでは等価回路は表示しないが興味のある方はスピーカ関係の専門書、雑誌等
に資料が公開されているので各自ググって見ると良い。

画像(上)がSPICEでシミュレーションした結果、(下)が実測データ(再掲)である。
 

SPBOXの設計(4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 2日(金)14時04分46秒
返信・引用 編集済
  次に、タンノイ用の箱にTAD TL1601bを取り付けてインピーダンスカーブを測定した。
バスレフであるので共振峰が2つ観測されているのが判る。

フリーウエアで公開されているスピーカバスレフボックスの計算ソフトを使って箱の
内容積、バスレフポート、インピーダンスカーブの計算をした結果と比較してみた。

実測結果と計算結果は概ね良く合っているのでバスレフボックスの計算結果は良好で
実用になる事が判った。

画像(上)がフリーウエアのバスレフスピーカボックスの設計を使わせて貰って出し
た周波数特性、インピーダンスカーブ特性のデータ、(下)が実測したインピーダン
スカーブの特性を表す。概ね合っている事が判る。バスレフボックスの計算プログラ
ムでは高域周波数でのインピーダンス上昇が考慮されていない様で平坦になっている。
 

SPBOXの設計(3)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 4月 2日(金)07時54分9秒
返信・引用 編集済
  スピーカボックスを作る前に予備実験として手元に有るタンノイHPD385aのボックスに
TL1601bを取り付けて測定を行う事にした。この箱は内容積が凡そ170LでTL1601bの
最適ボックス容量より1割位大きな箱であるので中に詰め物を入れて略、最適内容積に
なる様にして実験をすることにした。

先ず手始めにでTAD TL1601bの単体(箱無し)での特性を測定してSPICEモデルを作成
した。
画像(上)がインピーダンスカーブの実測結果である。(下)が作ったSPICEモデルの
シミュレーション結果である。各定数を微調整して概ね実測結果と合致させることが出
来た。
 

測定ツールの試作 (4)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 3月28日(日)04時59分37秒
返信・引用 編集済
  中断していた測定ツールの試作 の作業を再開した。
ナショナルセミコンダクタの分厚いハンドブックを引っ張り出して久し振りに良い勉強
をした。

回路はプリント基板のパターンを使える範囲で変更改造した。
高電圧回路の内部を観測、測定する為に、安全性を確保する事を重点にして考えて来た
が性能的に色々と問題が出たので回路変更に至った。

未だ完全では無いが概ね実用レベルに達したのでシャシーの製作に掛かる事にした。

画像(上)がプリント基板写真、(下)が周波数特性で当初ー3dB落ちがF=3Mhz位ま
で伸びたが、帯域が広すぎるので制限を掛けた。
 

SPBOXの設計(2)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 3月24日(水)17時06分4秒
返信・引用 編集済
  スピーカボックスの製作用図面が出来上がったので今週中から来週の初めに数社に見積もり
をお願いする事にした。亦、材質もシナアピトン合板、ホワイトバーチ、カバ桜合板、及び
MDFの各材料に附いて見積もって貰う事にしたいと考えている。

スピーカボックスの製作の前段階としてインピーダンス補正回路実験の準備を行った。
第1段としてヤマハNS1000Mスピーカシステムのインピーダンスを測定して見たが、公称イ
ンピーダンスは8Ωとなっているが実測では4Ω弱で見掛け上の能率を稼ぐ為、誤魔化して
(!?)いる様である。

まあパワーを喰わすとボイスコイルの抵抗値が上がって公称値に近づくのでこんな物かも知
れないと思っている。上司で有ったスピーカ設計者の大家の方に聞くとJBL 、TAD、B&W等も
大概この様な傾向に設計されているそうである。

扨て、久し振りにNS1000Mを聞いたがダイレクトラジエータ系のユニットはベリリウムのダ
イアフラムと相まって非常にプレゼンスが良いのに驚いた。

当方の常用のタンノイGRF-MーHWも可成り調整してスーパーツイータを載せたりしてモニタ
ー的な音になっていてなかなか好ましいと思っているが、こうやって聞き比べて見ると一目
両全で差が判る。

或るポップス系音楽等ではタンノイでは余り気に成らなかったドラムにエコーが掛かってい
るのやらオーケストラの初めの立ち上がりの音が右側から先に出ている事等、知識としては
持っていた物が現実に体感出来て色々考えさせられる物が有った。これも暫く聞いていると
耳が慣れて普通に気付か無くなって来る。耳の順応性の御蔭で余り不満も出ないのは有難い
事である。

以下、添付画像は(上)NS1000Mのオーディオ帯域でのインピーダンス測定データ、取説の
添付データと略誤差の内である。(中)、(下)はF0でのQを計算する為に細かく測定点を
取った図である。
 

直流磁界打消しOPTを用いたシングルアンプの検討(10)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 3月18日(木)13時02分12秒
返信・引用
  やっと回路図が仕上がった。
再度SPICEを使って検討をしたい。
早く、予備テストのアンプの当たり図を仕上げたいと思っている。

第一段階では直流磁界打消しはやらない心算で、現行のアンプとの比較をしたいと考えて
いる。新たに作る部品は必要最小限にして、今まで作った部品の流用でアンプを纏めたい
と考えている。

良い結果が得られたら次にはDCーFREE出力トランスを搭載しての実験に掛かる事になる。
 

直流磁界打消しOPTを用いたシングルアンプの検討(9)

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 3月17日(水)09時40分9秒
返信・引用
  ドライブアンプの基板設計を始めた。
先ずはプリント基板CAD用に回路図を作図し、これに部品情報を入力して回路図が仕上
がるが取り敢えず回路図の元図が描き上がった処である。。

次に、回路部品情報を入力し乍ら、部品の消費電力の計算をしてディレーティングが十分
にとれているか、部品の温度上昇を計算して設計基準に入っているか確認する。

未だ、シャシーの当たり図が出来上がっていないのでプリント基板寸法が出ていない。
大分時間が掛かりそうである。
 

SPBOXの設計

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 3月10日(水)15時20分16秒
返信・引用 編集済
  以前より計画していたSPBOXの設計を始めた。ユニットはTAD1601bを使用する予定である。
先ずはユニットのテストを出来るSPBOXを試作してインピーダンス補正回路の実験をしたい
と考えている。
中高音側ユニットはTD4001+fostex-H200ウッドホーンの組み合わせとする予定である。
チャンネルデバイダは群遅延平坦のベッセル6次LPFとする予定である。ウーハとドラ
イバの振動版の位置のずれは一応解消出来る予定である。
 

測定用プリアンプの設計

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 2月26日(金)15時00分33秒
返信・引用 編集済
  アンプの内部回路の特性を見る為に測定用プリアンプを作る事にした。
入力インピーダンスが1MΩ以上、F特も10Hz~1MHz±0.3dB以内、歪率はオーディオ帯
域でTHD+N=0.003%以下、ノイズレベルも入力換算で10uV
(Fw=100kHz)に収めたいと考えている。

当初、ミリボルト電圧計をプリアンプとして使用する事を考えたがモニター出力の周波数特性
が余り良く無く、亦歪率に至っては全く使い物にならない事が判ったので測定用プリアンプを
作る事にした次第である。

先ず、最大入力電圧はV(0-P)で300Vは取れる事、対地絶縁耐圧は500V以上有る事、受
けの測定器はAP-Sys25522Aとすることにした。

測定用プリアンプには入力回路に10dBステップの40dBアッテネータを設ける事にした。
本体のアンプ部は計測用マイクロフォンアンプに使ったFETインプットのハイブリッドOPアン
プで十分対応出来るので、先ずは40dBアッテネータから設計を始めた。

図(上)に回路図を示す。(回路定数は決まっているが暫くは公開しない。)、次に図(下)
がSPICEでシミュレーションした結果である。
頗る良好な特性が出せたと考えている。

こう云う各パラメータが相互に影響しあう回路の特性を最適化するにはSPICEが無いとなか
なか難しい物がある。等価回路の計算に半日、定数の追い込みに1時間弱で、SPICEの威力は
素晴らしいとつくづく思う処である。
 

XE60-5特性測定

 投稿者:ニャ  投稿日:2021年 2月19日(金)04時41分52秒
返信・引用 編集済
  タンゴのOPT、XE60-5の周波数特性を測定してみた。
測定に当たっては信号源インピーダンスを2.2kΩとして測定した。
6個の内5個は略合格と見て良い。

残りの1個は低域でのF特の落ちが大きい。巻線抵抗は6個共概ね同じ様な値を示して
いるので巻線構造の問題では無さそうである。

試しにro=820ΩにしてF特を測定すると正常な5個に近い低域特性が得られたので
トランス組み立て時のカットコアの結合に問題があり1次インダクタンスが不足した為と
推測される。

今まで20個以上のEX60-5を載せたアンプを作ってきたが偶に此の様な外れた製品が見付
かる。概して旧平田電機の物に外れが出る様でISOの製品は個数が少ないので外れが
無いのと、概ね高域特性も良好の様である。

写真(上)は正常な5個の特性データ、(中)は不良品(?)と思われる特性データ、
(下)はro=820Ωに下げて測定したデータである。

不良品も300Bの様な比較的出力抵抗が低い物で有れば問題にはならないだろうと
思われる。

 

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