廉価な電子ボリューム（NJU72343V)で遊んでみよう！　2022.7.21

秋月の通販ページを覗いてみたら、新しい電子ボリューム用のICがラインアップに上がっていました。
型番をみてMUSES72320やMUSES72323のハイエンドの親戚筋かな？と思ったりしましたが、価格はかなり廉価です。
頭にMUSESが付かないと安いですね。なんと２８０円です．
＃ＭＵＳＥＳ72320が2chで2300円で、NJU72343が8chで280円ですから、
＃チャンネルあたりの価格はNJM723343では1/33です（笑.

8ch分もあるので、4chのマルチチャンネルシステムを簡単に構築するのに便利そうです。
あるいは2chのバランスマルチでもいいかもしれません。

とりあえず、１個買ってみて動かしてみたくなりました。


秋月から新しい電子ボリュームICがラインアップに上がりました。安いですね〜.

中身はシンプル
　中身はいたってシンプルですね。外付け部品もほとんど必要なさそうです。±7V程度の電源を接続すれば
すぐにでも動かせそうです。また8chのうちの4ch分は入力選択機能もあります。　これってどういう利用を想定
しているのだろう？

中身はシンプルな構造です。

性能もなかなか良いです
データシートから雑音と歪をみてみると、雑音が-117dBで歪が標準で0.0004%で最大で0.01%のようです。
アンプの歪については出力電圧が上がると急激に増えますが、通常領域ではほとんど問題になりません。
この歪の数値ってスピーカの歪に比べたら無視できる値なので、多少大きいように感じても気にする必要はないでしょう。
なんせスピーカに歪って数％あるんじゃないかな〜。そういえば最近はスピーカの歪値って公開されないなあ〜。


性能は十分ですね。


どうやって動かすの？

ボリュームの制御は２線式のシリアル通信の様です。
最初に制御シーケンスをみて、DATAとCLKの２個でどうやってスタートとストップを認識できるのだろう？
と思ってしまいましたが、タイミングチャートをみてI2Cに近いシーケンスのようです。
　すなわちデータとクロックの２つの信号がありますが、データはクロックがHIGHレベルにあるときには
動いてはいけないという規則が重要で、クロックがHIGHレベルのときにデータがH→Lになればスタート
信号と認識し、クロックがHIGHレベルのときにデータがL→Hになればストップ信号と認識するわけです。
それ以外はクロックの立ち上がりでデータを取り込みます。


２線式シリアルですが、どうやってSTARTとSTOPを識別するのだろう？


どうやらI2Cに近いシーケンスのようです。

動作速度は遅め？

ただ、シリアル通信といっても速度的にはあまり早くありません。クロック時間はすべてusオーダになっています。
下表から、最高速度で信号を送っても約250kbps程度でしょう。　初期の頃のI2Cが100kHz程度なのでそれに似た感じです。
ちなみに、一般的なI2Cだと400kHzが標準で、早いものは５MHzに達するものがあります。
　8chのデータをすべて送ると、最短でも400usかかります.　プログラムの冗長性を考えると1msはかかるでしょう.
まあ、気にするような速度ではないでしょうが---.


データのクロック速度は100kHz程度と低速の部類です。

ついでなので
　廉価な電子ボリュームを使うのであれば、ついでに安価なアンプ素子でも遊んでみましょう。
オーディオアンプということですが、ピン機能をみればわかるように１回路のOPアンプと同じです.
適当に帰還をかけてやれば任意のゲインのアンプになります．

足の配置が千鳥なので少し基板には実装しにくいですが、安価なオーディオパワーアンプＩＣです．


ピン機能としてはOPアンプと同じです.

このパッケージのものは他にもあるようで、LM1875がそうです.
すこしお高い（といっても１０円ですが）、こちらの方もパワーもでます.



同じパッケージでのパワーアンプです.　ピン配置は同じなので、どちらでもいいでしょう.ちなみに、こちらの方がすこし高いです.

なお、どちらのICも現在はUTCのメーカになっていますが、型番から旧メーカがわかってしまいます.
TDA2030Lはフィリップス、LM1875はナショセミですね（合ってるかな？

なるほど！ガッテン！　

8chの電子ボリュームと安価なアンプICなので、BTLもいいかな〜と思っていますが、
TDA2030LのデータシートをみてBTL回路例におもわずうなずいてしまいました.
アンプをBTLで使うなら、アンプの前にOPアンプ等で反転回路を入れる場合が多いと思いますが、
これだと部品点数が増えます（すなわちコストが上がる）.
他の方法としては、アンプの片方を反転増幅回路にする方法ですが、こうするとアンプの入力インピーダンス
下がってしまうので、ドライブに結局ＯＰアンプが必要です．
簡単な方法としては、１つのパワーアンプの出力をもう１方の反転増幅としたアンプに入力する方法があります．
これならば、アンプの入力インピーダンスは高いままです．

今回、TDA2030のデータシートでみたBTL回路はアンプの出力を戻す方法の一つですが、下記の通りです.
うまく考えたなあ〜ということでガッテンです.

BTL回路例ですが、うまく考えましたね.

上記の何がいいかといえば、いつでもシングルエンドの２個のアンプに戻せるということです.
例えば、２個のアンプとして使うときは下図のようになります．


単純に２個のアンプとして使う場合です．

これをＢＴＬにするには１本の抵抗を追加するだけで済みます．すなわち下図の通りです．

抵抗を1本追加するだけでＢＴＬになります．この回路は便利だなあ〜．

ただ、気になるのはスピーカって負荷も低いし、インダクタンス成分もあるので逆起電力などでアンプの出力に影響を及ぼすかもしれません．
その影響が、もろに片方のアンプに作用してしまうので、その点がどうかな〜といったところです．　ただ、このような簡易アンプを使う用途では
そこまで気にする必要はないのかもしれません．　また、ハイエンドスピーカを駆動したとしても、まったくわからないかもです．
なんといっても、アンプＩＣの出力インピーダンスはもの凄く低くいので、多少のややこしい負荷（スピーカ）でも出力信号には関係ないかもしれません．
こういうところは気分的な問題が大きいかな〜．

NJU72343を動かしてみましょう　2022.7.22

NJU72343は秋月の32pin用の変換基板に搭載して、小さめのブレッドボードにPIC、DCDCとLCDとともに搭載です。
LCDはNJU72343のレジスタに書き込んだ内容の確認のために搭載しています。
DCDCは5V電源から-5Vを生成しています。デジット店頭で１個１０円で売っていました。通販だと70個単位になるようです。
このDCDCは容量が50mAなので、NJU72343のみを駆動するのであれば十分です。ただ、外付けにＯＰアンプ等をつけだすと
ちょっと厳しいかな〜。

まずはこんな感じで取り付けてみました。

制御ソフトのために2WIREでの書き込みルーチンを新たに作成して、まずはゲイン0dB（レジスタ値0x40)で書き込んでみました。
入力には振幅１V(2Vpp)での正弦波を入れて波形を観測です。

上段：出力(Ch1)　下段：入力(Ch2)	手始めに100kHzの信号を入力です。 ＃全然手始めじゃない？ 綺麗に再生できていますね。 (ゲイン0dB：Cチャンネル使用）
上段：出力(Ch1)　下段：入力(Ch2)	さらに300kHzに上げてみました。 まだしぶとく綺麗に再生できています。 (ゲイン0dB：Cチャンネル使用）
上段：出力(Ch1)　下段：入力(Ch2)	さらに500kHzに上げてみました。 すこし波形に歪がで始めました。 (ゲイン0dB：Cチャンネル使用）
上段：出力(Ch1)　下段：入力(Ch2)	ゲインを-20dBに下げてみました。 出力振幅は0.1V(0.2Vpp)になりますが、 出力振幅が下がると1MHzでも波形は綺麗です。 (ゲイン-20dB：Cチャンネル使用）
上段：出力(Ch1)　下段：入力(Ch2)	次はゲインを12dB（約４倍）にしてみました。 電源電圧は5Vですが、4Vでも綺麗に出るようです。 案外レールtoレールな感じで使えるかもしれません。 (ゲイン12dB：Cチャンネル使用）

まずは周波数特性は問題ないでしょう。出力電圧も案外電源電圧一杯まででそうです。
このテストで使用した-5VのDCDCでもいいかもしれませんが、実際に使うならシリーズレギュレータで±7V程度の
電源を用意したほうがいいでしょうね。

次はアンプ！

つぎはアンプを動かしてみましょう。さすがにアンプなので放熱板は必要なのですが、
放熱板とは絶縁しなくてはいけないようです。　そこで、どの端子とケースに導通があるかを調べてみると
３番ピン、すなわち-Vsとケースが同電位です。　単電源で動かすとGND電位になるということですから、
その場合は絶縁なしで直接シャーシなどに固定しても良さそうです。ただ、単電源でつかうとスピーカの前段に
大容量のカップリングコンデンサが必要になるので、やはり正負電源で使ったほうがいいでしょう。
ただ、-Vsにケースが接続されているということなので、シャーシとの絶縁は必要ですが、IC間での絶縁は不要で、
１つの放熱板に直接ネジ止めしてもいいことになりますね。　
　ということで、２個のアンプICを放熱板にダイレクトに伝熱シートを挟んだだけで金属ネジで取り付けです。
そして、ブレッドボードで使える様にピンをとりつけます。


TDA2030です。１個６０円と安いです。


放熱板に取り付けたあと、ブレッドボードに突き刺せるようにピンを取り付けです。


放熱板は秋月のこれを使いました。４個のネジ穴があいているので、取りつけが簡単です。


備忘録で寸法を拾っておきました.


アンプを動かしてみましょう

ブレッドボードをつかって２回路分を組みます。定数は帰還抵抗は10k/1kの組み合わせにしたので
ゲインは１１倍です。コンデンサは適当に47uFとしました。
まずは無負荷の状態で動かしてみます。

ブレッドボードに組み込んで動かしてみましょう！

まずは1個だけでシングルエンドで動かししてみます。入力は振幅１V(2Vpp)
として出力を観測です。問題なくゲイン11倍で動いています。
それを確認したので、次はBTLになるように、抵抗を１本追加です。
こちらも問題なく動作しました。周波数を上げてみると、100kHzくらいまでは
問題ありませんが、それ以上あげると振幅も大きいためか波形が歪んで
きます。このあたりはスルーレイトが影響しているのでしょう。


まずはシングルで動作させます。（下：入力（ｃｈ１）、上：出力（ｃｈ２））


次はBTLで動かしてみます。　問題なく互いに位相が反転している出力になります。



周波数をあげると波形が歪んできます（図は180kHz時）。
振幅が大きいのでスルーレイトの問題でしょう。

放熱板の温度は？

無負荷で動かしていますが、放熱板はほんのりと暖かいです。
電圧が±１５Vで電流は正負とも120mA程度流れています。消費電力は約3.6Wなので
結構な値です。ちょっと電圧高いかなあ〜。


±15Vの消費電流は120mAくらいです。結構流れますね。


電子ボリュームとアンプを組み合わせてみましょう

と、その前に

TDA2030L　ｖｓ　LM1875

アンプにするならどちらのＩＣがいいだろうか？
まずは定量的にカタログ比較からしてみました．

カタログを見る限りでは、そう大差ありません.　スリューレイトなんかは同じです.
ひょっとして中身は同じかな？　でも、LM1875では過負荷保護をちゃんと謳っているけど
TDA2030ではないんですよね〜.

実際に動かして比較してみると

波形比較で勝負してみましょう.
で、結果はTDA2030に軍配があがりました.出力信号を観察してみると、
LM1875の方が輝線が太いです.　位相補償などをまったく入れていない状態ですが、.
安定性としてはTDA2030の方が良さそうです.


TDA2030LとLM1875とも比較出来るように個別に放熱板に取り付けです.


上：出力j（CH1）、下：入力（CH2）
TDA2030の場合


.上：出力j（CH1）、下：入力（CH2）
LM1875の場合.　出力の信号の輝線が太いです.発振気味？


もとに戻って

ということでTDA2030をつかってアンプを組み立てましょう.
まずは電源部です.
電源入力は12Vのアダプタを使うことにしました.
アンプ部の-12VはDCDC（YDN-112）をつかって-12V1Aを生成します.
NJU72343用の±5VならびにPIC用の5Vは±12Vから３端子レギュレータで生成です.
5VについてはLEDを接続すると消費電力が増える可能性もあるので、78M05には放熱板を
取り付けています.7905は50mA程度なので放熱板はなしです.　それにしても7905も10個ほど買っていますが
久しぶりに使うような気がします.


まずは電源部を作成です.　12Vの単一入力として、-12VはDCDCで、±5Vは３端子レギュレータです.

次にアンプ部です.
放熱板を基板の上に乗せて固定することから、アンプICの放熱板への取り付けにはネジに絶縁ブッシュを差し込んでいます.


アンプICの放熱板の取り付けは絶縁させています.


トランジスタの取り付けなどにはこういった小物が必要だったりします.

最後に、電子ボリュームとPICを取り付けです.本来は背の低いこれらから実装すべきなのですが、
電源部とアンプ部のあいたスペースの予測が付かなかったので、順序が入れ替わってしまいました.
でも、結構スペースの余裕があるので、電子ボリュームとPICは上側に寄せて実装することができました.


次は電子ボリューム部とPICを取り付けです.

音量調整はどうしよう？

音量調整はVRが一番簡単ですが、基板に取り付けできるタイプの手持ちがありません.
かといって半固定抵抗ではいちいち回転に絶縁ドライバをつかうのも面倒です.　ちなみに普通のドライバを
つかうと、安価なVRだと金属部が露出しているのでドライバを差し込んだ瞬間に爆音がでたりします.

ここはすこしスペースがあいたこともあり、small-LED4を取り付けてスイッチで音量調整できるようにしましょう.

空いているスペースにはsmall-LED4も取り付けられそうです.

small-LED4はダイナミック点灯で８個のトランジスタをつかいます.　ここは取り付けを簡単にするため
チップトランジスタを使いました.ちょうど、反対側から取り付ければ向きがあいます.ただ、チップトランジスタ
用のパターンになっていないので無理やりという感じでのとりつけです.
　実はこのとき大失敗.　チップトランジスタはNPNと思い込んでいました.　で、LEDも含めて全部実装して
試運転をしたところ正常に動きません.　本来はルーレット状にくるくる回る表示が全部のセグメントで同じように
点滅します.　半田付けに失敗はないはずなので、以前作ったものと部品を比較してみると、
なんとトランジスタはPNPじゃないですか！　そりゃ、動かないわけだわ.
　ということで、全部取り替える羽目になりました.


チップトランジスタを反対側から取り付けました.


最初間違ってNPNを取り付けてしまいました.やっぱり間違った証拠が残っているな〜！
LGとあるので２SC2712です.

一応完成！

LEDとスイッチも取りついたので、これでハードは一応完成です.


これでハードは完成です.出力はヘッドホンとスピーカの両方あります.　ヘッドホン出力には200Ωの抵抗を
直列に入れています.


LEDのトランジスタも付け替えています.

ソフト作成！

その前に、キーボードが机の上におけるようにまずは、半田付け作業の後片付けからです.

そしてソフトを組む前に、I/Oの定義をするために回路図を一応書いておきましょう.
PICに必要なＩ／Ｏは現時点で下記の５本です．

#define _2WIRE_BUS_CLOCK (PIN_C5)
#define _2WIRE_BUS_DATA (PIN_C4)
#define LED4_SERIAL_OUT (PIN_C6)
#define VOL_UP (PIN_B1)
#define VOL_DOWN (PIN_B0)

機能を絞れば8PinのPICでも動かせそうです.
でも、プログラムの容量的に難しいかな〜.

回路図も書いてみました.　位相補償には0.1オームの0.1uFを追加です.これは出力の安定性を高める点でも重要です.

ソフト完成！

相撲見ながら、書いてました（笑.
プログラムの容量は2868Byteでした.　
PICに64kWのPIC18F26K83を使っているのでROMの占有率は4%です.
ちょっと勿体ないですね.I/O的には8PinのPICでも足りますが、
8PinのPICだと2kWが最大のようなので無理ですね.18PinのPICなら
4kWありますから十分に入りそうです.

今回のバイナリーです（PIC18F26K83用）


出力をみてみましょう！
入力振幅1V(2Vpp)時の出力を観察です.


音量　0.0dB(最大）時　


音量　-20.0dB時　


音量　-40.0dB時


音量　-60.0dB時

ブレッドボードの時より随分と綺麗になったような気がします.
電源もDCDCじゃなくて普通のレギュレータに変更したらもっとノイズ少なくなるかな？
でも、-60dB時での輝線の太さが5mV程度なのでこれでも十分でしょう.

試聴してみましょう！

夜にもなったのでヘッドホンで試聴です.ソースには懐かしくPCM17974を用いた
DAC1794-3.5（IVはディスクリート構成）を使いました.　まだまだ顕在です.

懐かしいDACを引っ張り出してきました.

ヘッドホンを耳にかけて、最初の印象は静かなこと..もちろん音はまだ鳴らしていませんが
ノイズはありません.　これがスイッチング電源をつかった最大のメリットかもしれません.
なんせ可聴域のノイズはでませんからね.　それに対してトランスをつかった場合だと、
基板単体だったらハムに悩まされることが結構あります.

さて、音はといえば全然普通になります.　まあ、当然と言えば当然ですが---.
ヘッドホンなので負荷が軽いためかもしれませんので、メインのスピーカへの接続は
また後日行いましょう.

ちなみに、ヘッドホンにかかる電圧は

ヘッドホン端子での電圧をモニターです.　かなり大きな音量で聞いていますが.
オシロの画面から波形が飛び出すことはありませんでした.
オシロの画面が1.6Vppです.　振幅0.8Vなのでヘッドホンのインピーダンスが48オームですから
最大でも流れる電流は17mAです.　一般のOPアンプでも出力電流は30〜40mAありますから
倍の余裕はある計算になりますね.　

ヘッドホン端子の電圧をモニターです.
かなりの音量を出していますが、画面をはみ出ることはありませんでした.

それにしても8chの電子ボリュームなのに2chしか使っていないのは
勿体ないお化けがでそうだなあ〜.

温度上昇は？　2022.7.30

それぞれの放熱板がどのくらい温度があがるか一晩通電。
LED表示はもっとも電流を消費するであろうパターンの「-８８．０」
としておいた。結果は
　TDA2030を取り付けた放熱板・・・・ほんのり暖かい
　-12VのDCDCの放熱板・・・・・・・・・ほぼ室温
　5Vレギュレータの放熱板・・・・・・・・・結構熱い
という結果です。5Vはトータルで200mA程度（大半はＬＥＤ）の想定なので、
消費電力は(12-5)*0.2=1.4Wですから、高々25℃/W程度の放熱板
だと35℃の温度上昇になります。室温28℃としても63℃です。触った感じでは
そこまで高くないような感じですが、LEDを取り付ける場合は注意が必要ですね。
ついでだから消費電流の小さいLCDに取り換えるかな？
ちょうどデジットで購入した100円の16桁１行のものがあります。
ただちょっとデカいなあ〜。

LCDにしたら電力消費も小さいけど、ちょっとデカいなあ〜

小型のGLCDを使う方法もありそうです。でも、デカいフォントがないと小さくて見えません。
手持ちでは１６ドットのデータがありますが、それでもちょっと小さいかな〜。
なんせ表示は音量だけでいいので、できれば24〜32ドットのフォントデータが欲しいところです。
作るかなあ・・・・・・


このサイズのGLCDだといいけど、でかいフォントが必要になりそうです.

まあ、まずはLEDのままにしておきましょう.

パターンを書いてみよう！

おもしろそうなので基板のパターンを書いてみました.

NJU72343をつかった電子ボリューム基板です.
回路はいたってシンプルです.


回路図です。



TDA2030をつかった4ch分のアンプ基板です.2chBTLへの変更も可能.
TDA2030はオンボードの放熱板への取り付けと、外付け放熱板のどちらも使えるようにしてみました.
サイズは電子ボリューム基板の半分です.


回路図です。

小型ついでに　　2022.8.2

　2WAYスピーカもあるので、コンパクトなマルチシステムにチャレンジして見るべく、
２WAYのフィルターも作成してみましょう。12dB/octのバターワースを２段にして24dB/octの特性にしてみました.
サイズはアンプと同じで、標準基板の1/2です.


24dB/Octの２WAY用のフィルターです。


回路図です。

夏休みの工作　2022.8.14

アンプ基板もいつでも使えるように、アクリル板にとりつけました.

アクリルベースにアンプ基板をとりつけました.

ついでにRenewDAI9211とBluetooth基板も組み合わせておきました.
IO-STD基板に必要なコネクタとBluetooth基板を取り付けて、その上にDAI基板を重ねます.
高さを抑えるために、Bluetooth基板の背の高いコネクタ等は取り外して、さらにコンデンサも
横配置で付けなおしました.

IO-STD基板にBluetooth基板とRCAコネクタを取り付けました.

　
背の高い部品を取り外して、コンデンサも付け替えて高さを押さえています.


こちらはオリジナルの状態.　コネクタ類をとりはずしてコンデンサも付け替えです.

上側にはRenewDAI9211をとりつけています.　コネクタにラベル表示して完成です.

アンプ基板とDAI基板が納まったこともあり、メインスピーカに接続して試聴です.
構成は

　Bluetooth（PCM） → RenewDAI9211（SPDIF）　→　DAC1794-3.5　→　アンプ基板　→　メイン３WAY-SP（ネットワーク有り）

です.　試聴といってもお気楽試聴です.
冷房を効かせた部屋に寝っ転がりながら、ラフマニノフのピアノ協奏曲を鳴らします.
先日、「のだめコンサート」で聞いた曲を思い出しています.
BGM程度なのでアンプの音量も-31.5dBと控え目ですが、低音もしっかりでています.
60円のアンプICでもいい仕事しますね（笑.


これらの機器でメインスピーカを鳴らしてみました.

基板注文！　2022.8.21

１週間前ほどに基板注文しました。
でも、どうやら込み合っているようなので時間がかかりそう。
予定では月末に納品予定です。それまで、すこし中休み！

基板到着！　2022.8.30


電子ボリューム基板（EVC72343）です。


アンプ基板（PA2030）です。


フィルタ基板（FIL-02C）です。

さてさて、いつ手を付けられるかな〜。来月って結構出張もあって忙しいなあ〜。

まずはPA20230から　2022.9.1

仕事の現実逃避から、まずは手頃に作れそうなPA2030から作ってみましょう。
まずは千鳥状にでているICのピンが、基板に刺さるかの確認からです。
寸法が間違っているかもしれませんからね。

放熱板を外付けする場合はICをここに挿します。

放熱板を基板上に搭載することもできます。このときに使う放熱板は秋月電子のものを使います。
手頃なサイズな上に、M3の穴がすでに４つあいているので、加工不要でつかえるので便利です。


放熱板とICとの取り付け位置関係も大丈夫のようです。


放熱版はこれを使います。

まずはTDA2030をつかって組み立てましょう

このアンプＩＣはピンコンパチなのがＴＤＡ２０３０とLM1875の２種類あるのですが、本命はTDA2030です。
こちらの方が１０円安い！というわけではなく、出力特性が良かったからです。
で、放熱板を搭載する形で作ってみます。


放熱板が搭載される部分にパターンが露出してい部分はあらかじめポリイミドテープで養生しておきます。
放熱板には-VSが直接かかるので、他のパターンとの接触は厳禁です。それでなくても、色々なパターンが
露出しているので、パターン間でショートするとまずいです。


まずはスピーカ出力の位相補償のCRは取り付けずにいます。

電源ON!　ああ〜トラブル

基板も部品点数が少ないので、短時間で完成です。　現実逃避で半田付けお遊びにちょうどいい感じです（笑。
で、スピーカの位相補償のCRを取り付けない状態でまずは電源を接続して電源ON!です。

カチ！　あれれ？？

電源ONすると同時に実験用の電源装置が過電流でダウンしてしまいました。　実験用電源は一定の電流を超えると
内部のリレーをOFFにして強制的に出力をOFFにしてしまいます。
しかし、なんで電源が落ちるのだろう？
原因を色々と調べます。

１．電源パターンがどこかでショートしている　→　テスターで調べても問題ありません。
２．位相補償のＣＲがないので、盛大に発振している？　→　ＣＲを取り付けても改善しません。
３．ＩＣの裏面のパスコンを実装してみる　→　関係ありませんでした。
４．ひょっとして出力が短絡している　→　ＣＨ．１の出力がＧＮＤに接続されていました！

原因は、なぜかCH１だけ出力がベタGNDに接続されていました。
サーマルランドになっているので、ランドに接続されている細いパターンを２箇所切断です。
そうしたところ、問題なく動きだしました。


CH1の出力端子のランドがなぜかベタGNDに接続されていました。　この部分をカッターで切断です。


無事出力が出ました。　
（下（CH1）：入力、上（CH2）：出力、ゲイン１１倍）

CH1は問題なかったのですが、念の為CH2〜CH4もチェックして問題ないことを確認です。

次はLM1875を使ってみよう！

こちらも何個か買ってあるので、部品箱の肥やしにしておくのも勿体ないのでLM1875バージョンも作成です。


あらかじめCH１の出力ランドがGNDに接続されているところは切断です。


放熱板を取り付ける前の状態です。


放熱グリスをちょっとだけ塗って、あとはネジを締め込めばニュルとはでてきて広がっていることが
わかります。ちなみに、ICの半田付けはネジを締め込んだ後におこないます。順番を間違えると
ICの足に不要な応力がかかってしまいかねません。

こちらもあっという間に完成です。まだ位相補償用のCRは取り付けていません。


まずは出力の位相補償CRなしで完成です。LM1875バージョンです。

まずは位相補償CR無しで動作させてみましたが、出力が少し発振している様子がわかります。
やはり、このCRは必須の様です。

出力にすこし発振が生じています。
（下（CH1）：入力、上（CH2）：出力、ゲイン１１倍）

ということで、CRを接続して再度動作確認です。今回は、綺麗な出力波形が得られました。

ちゃんとCRも実装して再測定してみましょう！


今度は綺麗な波形になりました。

LM1875だと放熱板がすこし熱いかな

LM1875バージョンにしばらく通電していると放熱板が熱くなってきました。
電源電流を調べてみると無負荷の状態でも全体（４CH分）で200mA程度流れています。
消費電力でいえば6Wですからかなりのものです。そりゃ放熱板は熱くなってしまいます。
LM1875をつかう場合は、外部のもっと大きな放熱板をつかった方がいいでしょう。

LM1875だと結構な消費電流が流れてしまうようです。

一方、TDA203をつかった場合の消費電流も測定してみましたが、
こちらは全体で51mA程度です。無負荷時の消費電力は1.5W程度ですから、
放熱板はほんのり暖かい程度です。
　地球温暖化防止に貢献するためにもTDA2030の方がいいかな〜。

TDA2030だと消費電流も小さいので、オンボードの放熱板でもよさそうです。

BTLでも動かしてみましょう！

次はBTLでも動かしてみましょう。BTL動作させるためにはステレオで抵抗を２本追加です。


BTL動作のための抵抗を２本追加です。

問題なく動作するのはわかっているのですが、ついでなので負荷（５Ω）を接続して動かしてみることにしました。
なお、つかった基板はTDA2030を使ったバージョンです。


５Ωの負荷を接続して動作させます。

恐る恐る出力を上げて片チャンネルの出力が振幅2V程度になるようにしました。
これで、BTLですから負荷には4V振幅がかかります。電力換算すると1.6Wですね。
これだけ出力がでていれば、大きなスピーカでもかなりの音量になります。

BTLでの動作も確認です。

ちなみにこの状態での電源の消費電流は約500mAでした。電源出力は15Wです。
ということは全体電力の90%がアンプで消費されていることになります。
スピーカの駆動効率は10%程度です。そりゃ、電圧が高いですからね。
この電力だとオンボードの放熱板だと長時間は厳しいかもしれません。
オンボード放熱板でつかうなら、ディスクトップで使う用途くらいがいいでしょう。
あるいは電源電圧をもっと低くするかですね。


結構な電流が流れています。ほとんど、アンプ側での消費です。

試聴については他の基板が完成したら行いましょう。


とりあえずお出かけ用の写真を撮っておきました。

次はEVC72343にとりかかりましょう！　2022.9.4

こちらは部品の種類が少ないので、製作時間も短いです。コンデンサも２個だけ10uFで、あとの28個はすべて47uFです。
部品箱のコンデンサの在庫がちょっと減りました（笑。なんせ47uFあたりは結構沢山使うので、秋月で200個入りで買っています。
そうすると１個7円と結構安いです。
　さて、動かすためにはソフトが必要なので、おいおい組んでいきましょう！

まずはお出かけ用の写真です。　動くかなあ〜。

気分を変えて、FIL-02C（フィルタ基板）にとりかかりましょう。　2022.10.16

EVC72343にとりかかろうかと思いましたが、最近RenewSRC4137でソフトばっかりやっていたので、
すこし気分を変えてアナログチックにFIL-02Cにとりかかろうと思います。しかし随分と放置してたな〜
２か月くらいなるかもです（汗

遮断周波数は2WAYにするので、2500Hzにしてみましょう。
そのために必要なCRの組み合わせですが、キリのいい数字ということで
C=0.01uF、R=6.2kHzとしました。
ということで、この値のCRがそれぞれ16個必要ということになります。

回路図に必要な定数を書き込んでおいて、いざ製作です。
フィルターはCRの数が多いのですが、種類が少ないので探す手間はあまりかかりません。


製作にかかりましょう。


Fc=2500Hz時での定数です。CRは数が多いですが種類が少ないので探すのにあまり時間がかかりません。

あああ・・・6.2kΩの抵抗がない！

抵抗の入っている箱を探しますが、6.2kΩの袋がみあたりません。あれ、どうしたのかな？
まだまだ残っているはずなんだけど・・・。と確認したらE24系列全部かっているかと思ったら、
秋月のお得パックでかなり抜けがあり、6.2kがありませんでした。
　ということで、近くの抵抗に切り替えますがどれにしよう？隣接する値だと6.8kHzか5.6kHzになるけれど、
ここは少し高目の5.6kHzにしてみることにしましょう。２WAYは小型のユニットなのでウーハも結構高い音まで
でてくれますからね。　ちなみに5.6kΩに変更すると、遮断周波数は

　ｆ＝1/(２x3.14x0.01E-6×5.6E3)＝2843Hz

です。ちょうどいいくらいでしょう。

コンデンサも少ない！！

さらにコンデンサも少ないことに気付きまし。数はあるのですが同じものが16個揃いません。
ということで、不揃いですがなんとか16個準備しました。ただ、誤差が違います。
大きいサイズのものはJ表示なので5%誤差、小さい方はM表示なので20%誤差です。
フィルターですから、せめて5%程度はつかいたいところですが、無い袖は振れません。


0.01uFのコンデンサ。左が103Jなので5%誤差、右は103Mなので20%誤差です。誤差がどう影響するかな~。

ちなみに部品箱にあるコンデンサで一番精度の高いのがこれです。
1nFとあるので、容量も1nF(1000pF)なのですが、このFは誤差表示なので1%です。
でも、流石にコンデンサで1%となるとかなり高かったです。
　
1nFのFはファラッドの意味ではなくて、誤差等級1%のF（のはず）です。結構高いです！

ところで、取り付けるコンデンサをどうしようか悩みましたが、ミックスにすると
誤差の影響がわからなくなるので、LPFには5%級を、HPFには20%級を使うことにしました。


完成です。　部品の種類が少ないので比較的短時間でできました。

OPアンプは？

とりつけるオペアンプは選択の楽しみがありますが、まずはTL072の互換品のJRCの072Dをとりつけました。
これは速度も結構早くて値段も安いFET入力のものです。　ただ、ちょっとオフセットが大きいかな。

OPアンプにTL072の互換品のJRCの072Dを取り付けて完成です。これでお出かけ用の写真をとりました。

早速動かしてみましょう！

まずは、出力オフセットの確認です。072Dなので少しでるかな〜と思いましたが
それほどでもないかもしれません。でも10mVを超えているところも1箇所ありました。
＃ちなみに（）内は後で４５８０Ｄでの測定結果です（あまり変らないかな？）

オフセット測定値
　CH1　HPF　3.9mV　　（0.1mV）
　CH1　LPF　13.0mV　　（8.7mV）
　CH2　HPF　2.0mV　　（-1.5mV）
　CH2　LPF　5.5mV　　（7.8mV）

次は、オシロにつないで周波数を変更させた場合にLPF、HPFが正常に機能しているか確認です。
周波数を変更したときに、LPF,HPFとも所定の動作をするかで確認です。
問題なく動作していますね。

　
上がLPF、下がHPFです。周波数でレベルがかりますので、ちゃんと動作していそうです。

周波数特性を計ってみましょう！

今度はゲインフェーズアナライザを使っての周波数特性の測定です。
これも、久しぶりに使うな〜。使い方覚えているかな？

周波数範囲を100Hz〜20kHzに設定して2CH分のLPF,HPFを測定です。
適当なコンデンサを使いましたが、わりと揃っていそうです。
グラフからは遮断周波数は3000Hzあたりですが、もうすこし細かくみてみましょう。


これだけみると割と良さそうだなあ〜。

もうすこし細かく見てみると違いがでてきました。5%誤差のLPFについてはほぼ特性が揃っていますが、
20%誤差のHPFでは明確な差がわかります。ちなみに、つかっている抵抗は炭素被膜5%のものです。
で、クロスの部分は低い方で2850Hzですから、これはほぼ計算値に一致です。高い方のクロスは
約2890Hzくらいでしょう。しかし、この程度の差なら耳ではまず気付かないでしょうね。
　特性をグラフにすると差が見えてしまいますが、この程度の誤差なら気にする必要もないのかもしれません。

5%誤差コンデンサのＬＰＦは特性が揃っていますが、20%誤差コンデンサのHPFはすこしずれてあるようです。

なお、このフィルターは遮断周波数で-3dBとなるように段数でQ値をあわせるために各段でゲインを設けているので
全体で2.5倍（8dB)増幅されています。　

まずはフィルター基板(FIL-02C）の動作も確認できました。

いよいよEVC72343にかかりましょう！

周辺機器に相当するパワーアンプとフィルターは確認ができたので、
いよいよ本丸のEVC72343のソフト作成にかかりましょう。

ソフト作成のために必要となるI/O関係を取り付けておきます。
LCDは変数内容の確認のための必需品になりそうなので、I2C通信で接続できるものを
つないでおきました。I2C通信可能なLCDはAMAZONででも安く買えます。
また、LCDに接続できるI2Cアダプタだけでも購入できます（約200〜300円）。


I/O関連を色々と接続しました。


I/O関係は取り外せるように基板とソケットでつないでいます。

I2C通信で動かせるLCDも結構安いです。

ただ、このI2Cアダプタですが単にI2Cで動くI/Oポートだけなので、
LCDを動かすためには、かなりの通信を行う必要があります。クロックパルスを
１つだけでも２回もI2Cのデータ転送が必要ですから、ダイレクトにマイコンのI／Oに
LCDを取り付けた場合と比べて、かなり遅くなります。
　でも、LCDがあると無しではデバッグが全然違うのですよね〜。

動作モード構成を決定しましょう

NJU72343は内部にA〜Hの８チャンネル（ステレオ×４）の電子ボリュームがあります。
できるだけ多くつかうことを考えますが、逆に全部を使うことを考えると
動作モードがややこしくなるので、場合によっては割り切りが必要です。
ということで、下記のような動作モードを考えています。

できることからコツコツと（笑　2022.10.18

まずはデバッグに必要なLCDの駆動からです。このLCDはI2Cで動くのですが、
以前につくったサブルーチンの捜索からです。これがまた時間のかかること・・・。
おお〜い！！　どこだあああ〜。
てな感じでディレクトリを探しまくりです。
で、結局見つかったのはバックアップファイルの中でした。
こんなことなら、最初から作った方が早かったかも・・・（汗

てなわけで、進捗は亀の様相です。

でも、できるところからコツコツと進めましょう！


亀の歩みながら、できることからコツコツ初めています（笑

（ほぼ）ソフト完成！　2022.10.20

夜な夜なキーボードを叩きながら作成して、ようやく完成です。やっぱりLCDを取り付けてよかったです。
デバッグがかなり迅速に進みました。もともとLCDはデバッグ用でしたが、I2C通信でも表示速度にストレスは
ないので、それなりに使えるようにしました。というか、細かいゲイン設定のときにはLEDよりLCDの方が
やっぱり分かりやすいです。

で、こんな感じです。メインボリュームはリモコンでも調整可です。またリモコンを使えばMUTEもできるようにしました。

モード０		４グループ独立制御０ （A1,B1）->（Ａ，Ｂ）　ＶＲ０あるいはＥＮＣで可変（ＬＥＤは緑表示） （Ｃ，Ｄ）->（Ｃ，Ｄ）　　ＶＲ１可変（ＬＥＤは赤表示） （Ｅ，Ｆ）->（Ｅ，Ｆ）　　ＶＲ２可変 （Ｇ1，Ｈ1）->（Ｇ，Ｈ）　　VＲ３可変
モード１		４グループ独立制御１ （A2,B2）->（Ａ，Ｂ）　ＶＲ０あるいはＥＮＣ可変（ＬＥＤは緑表示） （Ｃ，Ｄ）->（Ｃ，Ｄ）　　ＶＲ１可変（ＬＥＤは赤表示） （Ｅ，Ｆ）->（Ｅ，Ｆ）　　ＶＲ２可変 （Ｇ2，Ｈ2）->（Ｇ，Ｈ）　VＲ３可変
モード２		２グループ独立制御０ （A1,B1、C、Ｄ）->（Ａ，Ｂ、Ｃ，Ｄ）　ＶＲ０あるいはＥＮＣ可変（ＬＥＤは緑表示） （Ｅ，Ｆ，Ｇ１，Ｈ１）->（Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）　　ＶＲ１可変（ＬＥＤは赤表示）
モード３		２グループ独立制御１ （A2,B2、C、Ｄ）->（Ａ，Ｂ、Ｃ，Ｄ）　ＶＲ０あるいはＥＮＣ可変（ＬＥＤは緑表示） （Ｅ，Ｆ，Ｇ2，Ｈ2）->（Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）　　ＶＲ１可変（ＬＥＤは赤表示）
モード４		２WAY制御 メインボリューム　ＶＲ０あるいはＥＮＣ可変（ＬＥＤは緑表示） H　（A１,B１、C、Ｄ）->（Ａ，Ｂ、Ｃ，Ｄ）　　ＶＲ１で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示）） L　（Ｅ，Ｆ，Ｇ2，Ｈ2）->（Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）　ＶＲ２で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示））
モード５		３WAY制御 メインボリューム　ＶＲ０あるいはＥＮＣ可変（ＬＥＤは緑表示） H　（A１,B１）->（Ａ，Ｂ）　　ＶＲ１で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示）） M　（C，D）->（C，D）　　　ＶＲ２で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示）） L　（Ｅ，Ｆ）->（Ｅ，Ｆ）　　　ＶＲ３で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示））
モード６		４WAY制御 メインボリューム　ＥＮＣ可変（ＬＥＤは緑表示）　＊VRでの調整はできません。 H　（A１,B１）->（Ａ，Ｂ）　　ＶＲ０で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示）） M１　（C，D）->（C，D）　　　ＶＲ１で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示）） M2　（Ｅ，Ｆ）->（Ｅ，Ｆ）　　　ＶＲ２で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示）） L　　（G1,H1）->（G，H）　　ＶＲ３で相対調整（-20dB〜20dB,0.5dB単位（ＬＥＤは赤表示））

さて、これでNJU72343関連（電子ボリューム、アンプ、フィルター）が出そろいました.

マニュアル作成　2022.10.30

EVC72343　EVC72343Manual.pdf

PA2030　　PA2030Manual.pdf

FLT-02C　　FLT_02CManual.pdf

（そろそろリリース？）