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オーディオと電源回路 ピアニシモを聞くために

ここまで直せる コンデンサ液漏れ腐食(PA-304)

古いアンプには、最新アンプには無い良さがあり、ファンの方も多いと思います。
ご多分に漏れず当方もナカミチの古いカーアンプのファンで、これまで100台近く修理してきました。中には、コンデンサの液漏れでパターンが溶断してしまっているものも多く見てきましたが、直らなかった基板は、ありませんでした。

そんな、地味な基板の修理を、少しご紹介してみたいと思います。

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 はじめに

ジャンクや、メンテナンスに送られてくるアンプを開けるときは、いつもドキドキです。

 開けてびっくり

 今回のアンプは、動作していて、時折音が出なくなるとい状態のもの。

そんなにひどい状態とは思っていなかったのですが...

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電源側の基板の裏には、何やら濡れている感じです。

まずは洗浄

電解液は水溶性なので、水で洗浄するのが良いです。少し中性洗剤を加えて、よく流し、乾燥させます。

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パターンの侵食がすすんで、一部パターンが切れている箇所もあります。

研磨

いたんだパターンの部品をある程度取り外し、パターンの腐食がよく見えるように、レジストを剥がします。その後、耐水ペーパーで、水研ぎします。

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だいぶきれいになりました。

部品側状態

部品側も問題の部品を取り外し、丁寧に洗浄します。

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コンデンサの下がかなり厳しい状態になっています。

部品面洗浄

部品面も電解液が染み込んでいる部品は、取り外し洗浄します。

 

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だいぶきれいになりました。

いたんだ、ジャンパ線も取り外し、取り付け穴もドリルで軽く揉み、残留物を取り除きます。

メンテナンス終了

部品交換

コンデンサを現行の性能アップしたものに交換します。105℃、1万時間のコンデンサですので、平均時速20kmとして、20万キロ、最低でも使えることになります。
(あくまでもスペック上の理論値です、使用条件等により異なります。)

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レジスト処理

基板を研磨したので、酸化防止のレジストを塗布します。

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もちろん動作確認を、行ってから、レジスト処理を行います。

 

カスタマイズ

ここまでは、メンテナンスですが、その他、カスタマイズを施しました。

高調波対策

比較的大きなチップのセラコン等を装着して、高調波対策を施します。

よく見ると、チップコンデンサが取り付けているのが分かると思います。

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(同じ様に、高調波対策をされる場合、コンデンサ容量と、特性の吟味、検証確認が必要です。)

 

一次側波形

毎回メンテナンス、カスタム後の波形測定を、今回も一部ご紹介します。

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5V近くP-Pが、コンデンサ変更と、高分子追加で1Vに、さらに高調波対策で0.3V程度までに改善します。

二次側波形

二次側は、電解コンデンサとセラコン対策です

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75mVが25mVまで抑え込めます。

 その他

その他のカスタマイズは

  • OpAmp(OPA1652)
     低消費電力ながら超低歪と高SN比
  • DCカップリング
     高分子フィルムコンデンサとの置き換え。
     容量もアップし、低域のタレも解消、高域は、100kHzまで届きます。
  • ゲイン調整
     OpAmpのゲインを-6dB分低下させ、入力レベル、ゲイン調整ボリュームアップを可能に。これにより、SN比と、音の解像度がアップします。
  • OpAmp電源安定化
     OpAmpの電源の放熱対策為、Trや抵抗をアップグレード。
     もちろん、平滑コンデンサパスコンも施しています。

 

まとめ

古いアンプで、液漏があり、基板が腐食してしまっても、なんとか直せるものです。

ナカミチPAシリーズは、その魅力に虜にされた方にとっては、代えがたいアンプで、現在入手できるアンプでは、代役は務まりません。

手間を惜しまなければ、きちんと直せますので、捨ててしまう前に蓋を開けて、トライしてはいかがでしょうか。

 

 

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カスタムナカミチアンプ

 

もし、ご自分では難しい方は、どうぞ、当方までご相談ください。

ご相談は、オークションにて承っております。

また、オークションに当方が電源ノイズ極小カスタムしたアンプを出品していることがあります。数が少ないので、遭遇された場合は、お早めのご入札、ご検討ください。

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JBL Stage A4006 デジタルノイズ対策

以前、JBLのStage A4006の素性をお届けいたしました。

その際、可聴範囲外ですが、デジタルノイズ320kHzが漏れていることがわかり、ハイカットフィルタの変更や追加で簡単に直るだろうだろうと、調整していましたが、多少のコイルの追加や、コンデンサの容量アップでは、目標まで低減することができず、苦難していました。やはり、理論的に適正値を求めてから、対策する必要があると考え、フィルタの計算をし始めたのですが...

さて、どんな結果になったでしょうか。

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はじめに

おさらいになりますが、今回のA6004の測定環境をご紹介します。

測定環境

 

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フィルタ回路

デジタルアンプは、PWM等で、デジタルをアナログに変換します。その際のPWMの基本周波数が、超高域 数百K Hzで行うのが、一般です。

その変調信号がスピーカに流れないため、ハイカットフィルタが装着されているのが一般的です。

このアンプのハイカットは二次の12dB/oct.の回路+コモンモードフィルタになっていました。

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A4006 周波数特性

4dBほど、30kH付近で上昇しているのがわかっています。

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イカット 計算値

計算でどの様なフィルタになっているか、確認してみました。

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同じ周波数で8dBものピークがあるのがわかります。フィルタのコンデンサコイルの値が、一般的な関係から、すこし逸脱しているのがわかります。

高調波の漏れ

実際の高調波の漏れは、約250mVあり、1/10以上 (20dB改善)にしたいところです。

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コンデンサを小さくすると

20kH以上の-12dB/oct.の定数を探ってみます。コイルの数値はそのままで、コンデンサの容量を小さくしてみます。

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ピークが小さくなりました。

インピーダンスの極端な低下も押さえられました。

コンデンサの容量を小さくするとカットオフの周波数が上がります。その分サンプリング周波数(320kHz)の減衰が弱くなってしまいます。

コイルを大きくする

今度は、コイルを大きくしています。

 

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ピークの周波数が少し低くなり、押さえられます。この容量は、簡単に同サイズで装着できる値を参照しています。

コイル大、コンデンサ

両方の変化させるとどうでしょう。

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320kHzの減衰は多少上昇しますが、ピークもそこそこ押さえられ、フラットな特性が得られそうです。

実測

角型のインダクタ(22uH)が入手できたので、実測してみました。

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ピークが残るはずなのですが、再生の限界でしょうか、ほぼフラットな特性になっています。

あとは、デジタルノイズ320kHzを対策すれば良いです。

フィルタ 追加

フィルタにコンデンサ、コイルを梯子型に追加すると、フィルタの次元を増やすことになるそうです。もともとの回路は、2次フィルタになります。

このフィルタで320kHzの減衰を大きく、かつピークがないように応すると、コイルを大きくする必要がありますが、サイズの関係及び、ロスが大きくなり発熱が問題になり、現実的ではありません。

3次フィルタ

出力のコモンモードビーズインダクタの代わりにコイルをつけられそうですので、まずは計算してみます。

47uHとその約半分の22uHにて計算してみました。

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47uHは、大きすぎピークが生じ、かつ、可聴範囲の減衰も気にまります。

22uHでは、ピークが押さえられ、良好そうです。ですが、まだ320kHzの減衰がまだ足りません。20dB以上改善を目標としますので、一つ追加しただけでは、無理です。

 

4次フィルタ化

最終段にもう一つコンデンサを追加して、4次のフィルタを検討してみます。

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色々試してみて、+.47uFが実用的になりそうです。

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実測で可聴範囲での減衰が多少見られたので、改善も期待し、かつデジタルノイズの減少を目指します。

3次・4次 測定

さて実測してみましょう。

入手したコイルが47uHだったので、まずそれで3次を測定、その後23uHに調整し、コンデンサを追加して測定しました。

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47uHのコイル追加で三次にすると、可聴範囲から減衰が始まり、高域で少しピークが生じます。一方4次化で調整された定数を用いると、フラットでかつ、超高域の減衰も確認できました。

波形観測

肝心の波形は、最終的にどのように変化したでしょうか。

1kHz

2V出力(0.5W相当)の状態で、もともとは、高調波で波形が太くなっていましたが、

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ほとんど気にならないくらいきれいになりました。

20kHz波形

少し厳しい測定ですが、20kHzで約200mVを測定してみました

 

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大きく改善されているのがわかります。

よく見ると高調波が残っていますが、影響の有無は、ヒヤリングを行って確かめてゆきたいと思います。

FFT解析

FFTによるノイズや歪の程度をみてみました。

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320kHzのヒゲが20dB以上改善しており、かつ、可聴範囲のヒゲも減少しているのがわかります。

まとめ

いかがでしたでしょうか。デジタルアンプは、その仕様より、効率の良さが特徴です。しかしながら、デジタル変調ノイズ(サンプリングノイズ)等対策が十分されていないと、可聴範囲外であるにも関わらず、耳ざわりな音と感じることが多いです。

基板状態

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電源の高調波対策も施し、部品実装も、無理矢理感がなく、綺麗にまとまったと思います。

Trの放熱がクリップ式だったのですが、カスタムを施す上で、アルミ引き物を使い放熱効果もアップ、確実なネジ固定方式に改善しています。

フィルタ計算の注意点

フィルタの計算は、回路構成は、あまり変わりませんが、その定数の決め方でいろいろな方式があります。注意しなくてはならないのは、一般的なフィルタの計算は、回線のインピーダンスが定義されて初めて成り立ちます。

オーディオのアンプの場合、インピーダンスは、低ければ低いほどよいとされており、この最低限の条件から逸脱しています。二次以上のフィルタの計算定数を用いると、フラットであるはずの、バターワースを用いても、ピークが生じるのがわかってきました。

これをフラットにするには、シリーズにスピーカと同じ8オームを挿入しなければなりません。これは、現実的ではありません。
(ツイータ等で、アッテネータが必要な場合は、そのまま8オーム入れて良いことになります。)

このフィルタの計算、オーディオのスピーカネットワークに絞り、綴ってみたいと思います。

 

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スピーカネットワーク の不思議

スピーカネットワークをご自分で設計して楽しまれている方が多いと思います。
WEBにある計算ツールで、コイルとコンデンサの値を組み合わせ、実際の視聴により、少し容量を変えて楽しまれていると思います。
でも、片方だけ、容量を大きくすると、ある帯域だけ、増幅(ピーク)が生じることがあります。私も、デジタルアンプの出力段にもフィルタが装着されていて、超高域にピークが観測さ、実感しました。はじめは、アンプの特性かと思っていたのですが、じつは、最終段の12dB/Octのフィルタのコンデンサの容量が大きいのが、原因でした。
(もちろん、デジタル固有の高調波ノイズ対策の為の副産物だったのですが。)

その不思議を綴ってみたいと思います。

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はじめに

デジタルアンプのf特

 以前取り扱いした、JBLのデジタルアンプのf特です。

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なにやら20kHzにピークがあり、はじめは、デジタルの特性かと考えていました。

ですが、ネットワークの計算を行ったところ。

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ピタリと一致しました。

LCフィルタで増幅?

コイルとコンデンサを組み合わせてスピーカのネットワークに何気なく使っていましたが、その値の計算方法は、いろいろな便利ツールを使うだけで、その計算方法を理解していませんでした。

なぜ、フィルタなのに、出力レベルが上昇してしまうのでしょうか?

外部電源もないのに、なぜ電圧が上昇するのでしょうか、それも8dB、約倍にも。

 

おさらい

ここで、ネットワークの計算をおさらいしてみました。当方の備忘録も兼ねていますので、ご存じの方は、読み飛ばしてください。

6db/Oct フィルタ

LowPassを題材に、簡単な回路図にすると

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計算式にすると

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となります。

ωは、周波数x2π ですので、周波数が高くなると抵抗値が大きくなる、特性がわかります。

jは虚数で、虚数空間と実数空間を分けられるよう工夫されています。

参考例として10kで-3dBを計算してみました。

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ゆっくり、減衰しているのがわかります。

100kHzでやっと、1/10になります。

12db/Oct フィルタ

クロス後なるべく減衰させる為、ここにコンデンサを追加するのが12dBのネットワークです。

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ネットワークの計算ツールはありますが、計算式は、なかなか見かけません。

モジュールが直並列になっているので、少し厄介です。

(理解するまで、結構、考えてしまいました。)

 

コンデンサとスピーカの並列計算

最初にスピーカとコンデンサの並列回路で計算します。

抵抗の並列計算と同じアドミタンス(電流の流れやすさ)の加算になります。

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少し、不思議なことをしていますが、、合成インピーダンスの大きさを、ベクトル式に戻して、わかりやすくしてみました。

EXCEL等の表計算のときもわかりやすいです。

この時、虚数部と実数部を分けると、あとあと、便利です。

コイルを加算すれば12dBに

その後、コイルのインピーダンスを加算すれば、12dBのベクトル式が求まります。

 

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コイルは、虚数部のみですので、かんたんにベクトル式に加算できます。

同じカットオフ周波数なのですが、コイルの容量が違います。

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12dBの方がコイルが大きいのに、6dBと同等の周波数より減衰が始まります。

 

デジタルアンプ例

スピーカネットワークがデジタルアンプに入っている?と思われる方もいらっしゃるかもしれいませんが、必ずLow Passフィルタがデジタルアンプには入っています。

デジタルの高周波数サンプリングが、スピーカに印加されるのを防ぐためです。

 

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このJBLでも 約250mVと大きな電圧が印加されているようです。

デジタルアンプのフィルタ数

ここで、冒頭のデジタルアンプフィルタの特性を見てみましょう。

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約30kHzで約倍の8dBまで増幅していることがわかります。

これは、黄色のインピーダンスをみると分かるのですが、途中、インピーダンスが低くなっているのがわかります。

すなわち、8Ωのスピーカなのに、抵抗値が1オーム程度まで下がり、極端に、電流が大きくなっていることがわかります。

この時、コンデンサの両端の電圧が上昇し、すなわちスピーカに大きな電圧が印加され、増幅現象が生じます。

一種のDC/DCコンバータの動きに似ています。

係数変化によるf特の影響

今度は、コイルを一定にして、コンデンサの容量を変えてみます。

コンデンサの容量が適正だと-12dB/Octになりますが、コンデンサの容量が大きくなると、増幅します。

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まとめ

当方は、ネットワークでもとの電圧以上の電圧がかかることは、予期していませんでした。よく考えてみると、納得なのですが、いままで、安易にコンデンサやコイルの組み合わせを行っていましたが、少し気をつける必要があります。

便利なネットワークの計算ツールは、コンデンサとコイルの値をそこそこ適正値に合わせてくれますが、スピーカのインピーダンスや、片方の値だけで調整するのは、注意が必要で、数割程度が無難では、ないでしょうか。

やっと、ネットワークの計算ができたので、デジタルアンプのフィルタを-24dB等で対策してみたいと思います。お楽しみに。

 


 

 

下記は、エクセルの計算シート例です。

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作ったExcelシートは、ご要望の方、ございましたなら、ご連絡お願いします。

Mailにて配信させていただきます。

 

 

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Nobsound TPA3116 デジタルアンプ 素性測定

小型で100Wx2のスペックを誇るNobsoundのデジタルアンプがやっと届きました。

外観も少し高級志向ですので、期待が高まります。

その素性を早速測定してみたいと思います。

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 はじめに

セット内容

 セットは、アンプ本体とアダプタ付のみになります。

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アンプ本体に比べACアダプタが大きいですね。さすが200W出力を誇るだけあります。

フロント

フロントのデザインは、シンプルです。電源SWと、ボリュームのみ。

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パワーランプは、オフでも、アダプタが通電していると、ぼんやり光ります。

 

リアパネル

リアパネルは、そのサイズギリギリに、スピーカ端子(バナナジャック対応)を配置しています。

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 流石にスピーカケーブルは、少しつけにくいですが、最初だけですので、許容範囲です。

 内部

さて、内部の状態も見てみましょう。

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電解コンデンサが10個も並んでいます。

大きなコイルも見られます。

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カップリングコンデンサにはWIMAを使用しています。

OpAmpはTIの5532を採用。

 

コストを抑えつつ、厳選したパーツ群、こだわりが感じまれます。

 

Nobsound Mini Bluetooth デジタルアンプ HiFi ステレオ AMP 100W×2

測定

早速測定してみます。正弦波を与えて、出力波形を測定します。

限界出力

いきなり、限界出力を測定してみます。

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約12.6V(rms)が限界でした。これより計算すると正弦波の限界は、8Ωで、20W程度になります。4Ωですと約40Wになります。

矩形波での出力としても18Vなので80Wが最大になります。

まだ乖離がありますので、100Wの背景は、別途調べて見たいと思います。

限界測定

限界値を探る時の様子です。

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正弦波の頭が、平になってゆくのが分かると思います。

またFFTの高調波のヒゲも出てきます。理論通り、基本波の逓倍周波数が現れていそうですね。

 

限界時の波形変化

上の波形を重ねてみます。波形の崩れ方が、一定電圧でクリップしているのがよくわかります。

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LP-2020Aとの波形比較

同じデジタルアンプと波形を1kHzと20kHzにて比較してみました。

 

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波形が太くなっていない(ノイズが乗っていない)のが良くわかります。

 

SN比

気になるのが微小出力時の波形です。ノイズとの差がどの程度あるでしょうか。

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18mVの出力で約40dBのS/N比です。この波形自体デジタルアンプとしてはとても優秀だと思います。

トータルのSN比率は、先の最大出力が12.64Vだったので、これより計算すると

SN比:97dB

優秀です。

ミニスピーカであれば、ノイズは聞こえないでしょう。

小波形拡大

前回の波形と比較するため、80mV程度の正弦波と矩形波を観測

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少し波形が太くなっていますが、良い感じです。

 

ちなみに同じ様なデジタルアンプLP-2020A+と比較すると

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歴然ですね。高調波フィルタがしっかり効いています。

カスタムアンプとの微小波形の比較

LP-2020Aは、出力段のフィルタを修正して改善した経緯があります。

その波形と比較してみると。

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頑張って改善したものより、TPA3116の方が良さそうですね。

素晴らしいです。

 

f特

気になる周波数特性です。

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流石に低域は、少し落ちていますが、高域は、20kHzで0.5dB程度の上昇。

フラットといって良いでしょう。

睨んだ通り、高調波フィルタがしっかり効いています。

低域の不足は、カップリングコンデンサが小さいからでしょうか。後日調査してみたいです。

LP-2020A+とのf特比較

LP-2020A+と比較してみます。

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後発のデジタルアンプとあって良好ですね。

 

 

カスタムアンプとのf特の比較

 

当方がカスタムしたLP-2020A+は、高調波を抑えるため、20kHzから少し減衰しています。

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 高域が少し上昇していますが、ハイレゾ帯域を十二分にカバーしています。低域は、カスタムアンプには、カップリングコンデンサの改善効果で伸びています。

このアンプも低域を改善してみたいですね。

まとめ

少しランクの上の小型デジタルアンプをテストしてみましたが、いかがでしたでしょうか。ノイズがしっかり抑えられた、まとまったアンプに仕上がっていると思います。

100Wを期待されている方は、インピーダンスの小さいスピーカでないと期待の出力は得られないかもしれません。それでも、このボディで40Wが余裕で絞り出せるのはすごいと思います。デジタルのノイズも良く抑えてあり、アナログアンプと聴き比べても良いクラスと思います。

小型のアンプを探している方、検討候補におすすめできます。

 

同じサイズでTPA3116が一つのものと2つのものがあります。

もし選ばれる方は、確認が必要です。

現在は、Bluetooth付きのものがありました。

 

Nobsound Mini Bluetooth デジタルアンプ HiFi ステレオ AMP 100W×2

Nobsound Mini Bluetooth デジタルアンプ HiFi ステレオ AMP 100W×2

 

 

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PA-304 ブリッジ動作 確認(カスタム・メンテナンス)

PA-304のカスタムメンテナンスの機会に恵まれましたので、その様子と、ブリッジ動作(BTL接続)のノイズ測定を試みてみました。さて、ブリッジの効果はどうでしょうか。

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はじめに

ブリッジ接続とは

 今回はPA-304で、ブリッジ増幅機能を持ったアンプです。2chでそれぞれ、正極、負極増幅し、アンプの電源電圧はそのままに、倍の電圧(電力は4倍)を絞り出す方法です。(ナカミチは、SWでブリッジ切り替えすると、電源電圧を抑えて、最大電力を同じにしています。)

ブリッジに関する資料はたくさんありますので、今回はPA-304での説明になります。

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初段の電圧増幅回路のOpAmpで入力を非反転と反転増幅してそれぞれの電力増幅回路を動作させます。

ノイズ抑制効果

ブリッジのノイズ抑制効果として、パワーアンプの同相のノイズが出力で打ち消されることによるものがよく知られています。

簡単な図ですが、下記のようなイメージになります。

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微小電力時

大きな出力時の正弦波では、教科書どおりの波形になってしまいますので、少し、ノイズまみれになりますが、効果を確認するのによいのではと考え、微小信号( 約8mV)で確認してみました。

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気持ちの良いものではありませんが、極端な例です。

(ノイズは、測定の条件等もありますので、あくまでも参考例です。)

 

これを、ディファレンシャル(差動)として観測すると

 

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電圧が倍になり、ノイズが、半減しているのがわかります。これが、ブリッジの魅力でもあります。

電圧が倍で、ノイズも半分であれば、トータル12dB SN比が稼げることになります。

魅力的ですね。

ただ、メリットばかりではないので、用途によっては、メリット・デメリットを見極めて使われるのが重要かと考えています。

 

ブリッジ効果(FFT解析)

FFTで違いを観測してみました。

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測定条件を同じ(オシロスコープのGNDをフローティング)で測定しています

かなり高調波のエネルギーが減衰していることがわかります。

 

メンテナンス記録

せっかくですので、今回のPA-304のメンテナンス記録を少しだけ。

コンデンサ液漏れ

どうしても、カーアンプは、トランクや、シートの下で、カーペットで保温された状態になり、高温になりがちです。電解コンデンサに負担がかかり、20年以上使われるとどうしても液漏れ等が発生してしまいます。

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一見大丈夫そうですが、アルコールで洗浄し、腐食部分を削り取ってみると、

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残念ながら、パターンが切れていました。

腐食の修繕は、腐食の剥離と、パターン切れの修繕、その後、レジスト塗装処理を行います。

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電力の大きい場所で、極端にパターンが痩せている場合は、銅線等で補強しなくてはなりませんが、今回は、大丈夫そうでした。

基板焼け

PA-304には、時折、OpAmpの電圧を低く設定して、そのため、電源回路に負担がかかってしまい(Drop Outなので)温度マージンが厳しい状態のものがあります。

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トランジスタや、抵抗をワンランク大きなものにして、放熱を上げ温度を下げます。

また、基板のパターンが熱により弱くなっているので、0.1mmの基板で補強します。

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カスタム検証

いつもの電源概略図です。

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一次側

超低ESRの電解コンデンサに交換すると、一次側のリップルは、高調波はありますが、電圧変動は、小さく収まっています。

ポイントは、高調波をどうやって抑えるかです。

当方が行っているのは、高分子コンデンサ(OSコン)とチップセラコンのあわせ技です。

 

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OSコンだけでも十分ですが、高調波をなるべく抑えたいので、大きめのチップセラコンで抑え込みます。

二次側(電力)

PAシリーズは、二次側にフィルタ(チョークコイル)が入っているので、比較的小さいですが、スパイクがあります。これを、チップセラコンで対応しました。

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二次側(電圧)

二次側の電圧用は、チョークコイルが入っていないので、大きなスパイクが観測できます。

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だいぶ進化しており、綺麗に抑制されているのがわかります。

 簡易SN比

微小出力状態(約8mV)での信号とノイズの比率をFFTで解析してみました。

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計算上119dBのSN比率となります。スペックは、115dBなので、この測定環境では、上々の結果です。

f特

最後に周波数特性を簡単に測定しました。40kHzでも-1dB(-0.544) 以下と優れているのがわかります。

 

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まとめ

いかがでしたでしょうか、ブリッジ接続の魅力が少しお伝えできたのではと思っています。PA-304は4chなのでXLRのラインを直接入れて、バランスアンプとして使う方法っもあります。バランスのDAC等を入手できたらまたお伝えしたいと思います。

 

 

 

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オークションに当方が電源ノイズ極小カスタムしたアンプを出品していることがあります。数が少ないので、遭遇された場合は、お早めのご入札、ご検討ください。

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USA Nakamichi PM-250.2 基本性能測定

USA Nakamichi PM-250.2の基本性能を簡単に測定してみました。
電源は、FETになっていて、少し進化していそうです。

さて、その実力は、元祖ナカミチとは、どうでしょうか。

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 はじめに

 曖昧でですが、USA Nakamichi は、日本のナカミチより技術提携をうけ、設計製造をUSAでおこなっとの背景があるようです。いくつかのUSA版のナカミチの内部を見たことがありますが、確かに回路構成等は、Nakamichi の技術を継承しているように見受けられます。

 基板設計は、少しデジタル配線(90度配線)の傾向が見受けられ、合理的な設計スタイルになっている現れでしょうか。

外観

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36cmx20cmで、250Wを引き出します。

内部

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大型の抵抗や、フィルムコンデンサ等も使われ、パーツへのこだわりが伺えます。

OpAmpは、しっかりした特性の、JRCの5532をつかっています。

機能

LowPass,HighPassや、BassBoostも付いています。

また、Line Outもついているので、同じアンプを並列に駆動して、マルチアンプ化に簡単にできます。

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基本観測

正弦波を用いて、基本的な特性を観測してみます。周波数特性や、SN比、最大出力等が簡易ですが、観測しています。

最大出力

1kHzがクリップするまでの波形を観測してみます。

 

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18Vまで、綺麗な正弦波が出力できます。19Vではクリップしていることが観測できました。

最大出力は、80Wは、十分に駆動できそうです。

(スペックの125Wは、Peakでしょうか。)

微小出力

最大出力も重要ですが、微小出力時がノイズにまみれていないかも重要です。

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比較的ノイズが小さく、-60dBでも大丈夫そうです。すこし、拡大してSN比をみてみます。

SN比(簡易測定)

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高調波が少しみられますが、20mVの出力時で、40dB程度のSN比率であることが確認できました。トータルで、99dB、約100dBが実力的にあることが確認できました。

このレベルであれば、高能率のツイータに接続しても、ノイズが気になることは無いでしょう。

f特

周波数特性を確認してみましょう。

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少し低域をBoostしているのでしょうか。10Hzでも減衰することなく出力しています。また20kHzも減衰は、わずかです。100kHzでも-2dB以下ですので、ナカミチの魂が継承されています。

US vs JP

日本のPA-302と比較してみます。(PA-302はppカスタムバージョンで、低域と高域ともに、アップグレード化しています)

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周波数特性としては、PM-250.2は、素晴らしい特性です。(低域は少し強調している傾向があります。)

まとめ

ナカミチが好きな方でもUSAのナカミチは、手を出しにくいと思われている方もいらっしゃると思います。このモデルは、新品でもリーズナブルな価格帯で購入できますので、新品で揃えたい方にも、おすすめできるアンプです。サブウーファ等で大きな容量が必要な場合はデジタルアンプでないと対応できない場合もありますが、一般的なカーオーディオでは、十分な容量と性能を有しているので、検討候補におすすめできると思います。

高調波対策等も検討していますので、また、その結果が出ましたなら、報告したいと思います。

 

 

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ClassD JBL Stage A6004 基本性能

JBLのClassDのカーアンプ Stage A6004を測定する機会に恵まれましたので、その性能を測定してみたいと思います。

ClassDは、サンプリングの高調波も漏れ対策が不可欠ですが、どのような工夫がされているでしょうか。

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はじめに

 Stage A6004

オーディオ機器の老舗として有名なJBLです。カーステレオ向けに、高級路線でビジネスを進めていますが、当方では、使う機会がほとんどありませんでした。

クラスDのアンプで、このサイズで60W x4ch 240W定格 最大560W(ピーク)絞り出すことができるとのことです。

外観

D級アンプの特徴で、とても軽量、驚きの小ささです。

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サイズは、CDサイズを少し大きくした程度です。

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測定

波形測定や、周波数特性の測定、簡易的なのですが、SN比も計算してみたいと思います。

測定環境

測定環境は、PCに波形発生プログラムwaveGeneを使って、DACのD10で発生しています。

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基本正弦波(1kHz)

 まずは、1kHzの波形の測定から観測してみます。

 

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少し高調波で波形が太くなっているのが確認できます。

 最大出力レベル

-20dBから少しずつ大きくしていって、波形がクリップするところまで測定してみました。

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真ん中の波形が出力のおおよその限界レベルになります。

右下は、クリップしているのがわかると思います。

 

(11.97V)*(11.97V)/4Ω = 35.8W

 

60Wは、少し厳しそうですね。電源が13.8Vなので、もう少し高い電圧であれば、もっと出るかもしれません。

微小レベル正弦波

いつもは-20dBで、2V程度の波形を基本としています。

少し、ClassDのサンプリングが確認できます。

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-60dBにしてしまうと、1kHzの波形の確認がきびしいです。

ClassDの波形

ここで、ClassDの波形を確認してみましょう。

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サンプリングの300kHzは、とても綺麗な正弦波です。

SN比

SN比を、FFTを使って簡易的に測定してみます。

FFTで基本波の1kHzが振り切れない程度の出力レベルに調整して、測定しました。

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FFTのレベルが振り切れないのが、-30dBの条件でした。


その時のSN比が波形上、SN比が、約60dBに読み取れますので、先程の最大の出力レベル時が-4dBなので

トータル、86dBになります。

 

 出力が倍(+6dB)になっても、90dB程度が実力でしょうか。

高域波形

ClassDでは、厳しい測定になりますが、20KHz以上の波形がどんなふうなのか、確認してみましょう。

 

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かなり高調波が観測できます。これでも人の耳には、高調波の有無が分かるのは、難しいのでしょうが、あまり気持ちの良い波形ではありませんね。

 

 周波数特性

さて、周波数特性を観測してみましょう。

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10Hzまでほとんどフラット、これは、低域重視のアンプで有ることが伺えます。

 

スペックでは20Hz~20kHz(-1dB)とあります。少し、30kHzあたりが大きくなっています。可聴範囲ではありありませんが、ハイレゾのツイータを使った場合、20kHz以上がたくさん含まれているソースの再生には、注意が必要になるかもしれません。

 

f特(アナログアンプとの比較)

アナログアンプのナカミチと比較してみると

 

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PA-200は30W程度で、サイズも同等程度。最大出力も測定するかぎりでは、35W程度です。

どちらかというとこのA6004は、サブウーファーか、MidLow等の使い方が良さそうだと考えられます。

Lepai LP-2020A+との比較

少し高調波のもれを他のD級アンプと比較してみます。出力容量が違いますが。

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どうしても今回のA6004は、高調波の漏れが大きそうに見えます。

まとめ

今回JBLのA6004を簡単に測定してみました。小型で低周波数までフラットで、MidLowやサブウーファー向きではないでしょうか。

意外と高調波のもれがありますので、ツイータを直接接続するのは、注意したほうが良さそうです。

引き続き、改善ができるか内部を調査してみたいと思いますので、お楽しみに。

 

2020・6・21 
出力段のフィルタを2次から4次に対策したがその結果は、下記をご覧ください。

 

matsubaraharry.hatenablog.com

 

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