PiPA○○○は実現するか?の巻き! 2017.10.25

こんな意見もいただきました。

実は、Piに直接つなげるアンプカードも考えていたのですが、VOLUMIOのボリュームコントロールが使い物になるかわからなかったので、
手を出していなかったのですが、一度試してみることにしました。

ボリュームコントロールをONに

まずはVOLUMIOのボリュームコントロールができる状態になるようにセットしておきます。
ソフトウエアでのボリュームコントロールです。

この設定で動かします。

ちなみにRaspberryPiの動作環境はこんな感じでつかっています。
電源基板はこれを使っています。Piは電流をもっとも消費するB3ですが、放熱板は暖かい程度に収まっています。


この構成で接続しています。アンプはPrecision EVOL HPAです。

ボリュームコントロールを試してみましょう!
再生の画面で右側の円状のバーを操作するとボリュームが調整できます。
ちゃんと動くようですね。ちゃんとAカーブの動作をしますので、いきなり音が大きくなるようなことはないようです。
こりゃ、つかえそうですね。

ボリュームコントロールは使えそうです。

ちょっと難点が・・・・・

つかえると思った矢先でしたが、一つ問題がありそうです。
というのもボリュームを最小に絞る、すなわちMUTE状態にしたときにブチ、ブチと周期的に大きなノイズが発生します。
ちょっと気になるな〜。

MUTE状態でブチブチというノイズがでます。

まあ、MUTE状態にしないという前提でつかうならいいかもしれません・・・。

それにしても

新しいVOLUMIOは機能も増えていてPLUGINとしてYOUTUBEも聞けるようになっています。
おかげで、お気に入りの今井美樹さんの曲を検索して聴くことができます。

プラグインをインストールしてYOUTUBEも聞けるようにしました。


今井美樹さんの曲も検索するとでてきます。


残念ながら静止画でした。

さてさてどうしよう?

Raspberry用のアンプカードとしても、実際のところRaspberryOiとアンプの間にはコネクションはありません。
アンプにDACを載せるのであれば、Piと連結することも意義があるのですが、アンプだけだとわざわざPiと
直結にする理由はないのですよね〜。
 DACと同居させたアンプにしてみようかな〜、
 そうしたらどのDACを使うかな〜、
 ボリュームはソフトコントロールでなく、アンプ側で調整できるようにするかな〜
 そもそもアンプ素子はなにをつかうかな〜

色々と悩んでしまいます。

まあ、いまPiDACシリーズの基板を試作している最中なので、その完成を待ちながら考えましょう。

こんな情報も
 
2017.10.27



PA4525でつかったCS4525のようにディジタル入力のCLASS-Dアンプをつかうのも面白い選択かもしれません。
ところで、TAS5756ってどんなICだろう?

こんな感じです。


しかし、このマニュアルみていて接続の方法はすぐにわかるのですが、なんとも使い方がわからないマニュアルです。
なにがわからないかといえばソフトコントロールをするときのレジスタとデータの扱いが全然まとまって記載がありません。
こんなマニュアルで誰が使えるのだろう?ひょっとして別のペーパーに詳細があるのかな?
とりあえず、マニュアルを眺められるように印刷しましょう。しかし100ページ以上あるので、両面印刷にしても結構な分量です。

マニュアル厚い!



しかし、おじさんになるとモニター上でマニュアルを読むことができなくて、つい印刷してしまうのですよね。
実は日本の会社で紙が多く使われているのは、こういった読むためだけの目的で印刷に使用される紙が多いようです。

まあ、今夜はこのマニュアルを肴に一杯やりますか〜(笑)。


読み進めると・・

TAS5754なる兄弟チップがあるようで、そちらのマニュアルにレジスターの設定について詳細があります。
しかし、TAS5754のマニュアルも厚いな〜127pあります。でも、またまた印刷です(笑)。

まずはTAS5754のマニュアルを読みすすめます(といっても完全な斜め読みですので、かなり読み飛ばしているだろうな〜)。

わからない・・・

こういったソフト制御の素子に対しては、レジスタ設定がどうなっているかが素子を使うためのポイントになりますが、
TAS5754のマニュアルを読んでいて、PAGEなるものがでてきます。どうやら複数のページがあって、それぞれのページに
レジスターがあるようです。でも、このPAGEの設定が皆目わかりません。
 どこに書いてあるのかな?


PAGEの設定ってどこでやるのだろう?(TAS5754のマニュアルより)

そこで、TAS5756のマニュアルを読んでいると、あっさり見つけました。
I2C通信ポートのところで記載がありました。


PAGE設定の記述がありました(TAS5756のマニュアルより)

ちなみに、TAS5754のマニュアルの同一場所を眺めてみると、それらしき記述はなし。う〜ん、ひよっとして両方読まないといけないのかな〜。
念のためTAS5754のマニュアルで”PAGE”というキーワードで検索して、それを含む部分を調べましたが、ページ設定に関する記述を
見つけることはできませんでした。



PAGE設定の記述はなさそうです。どこに書いてあるのだろう?(TAS5754のマニュアルより)

いろいろとわかってきました。 2017.10.28
マニュアルを読み進んでいて、TAS5756がPiに使われる理由がわかってきました。
1つは適度な出力をもつClass−Dアンプであること、そしてI2Sディジタル入力が可能なこと
そしてもっとも大きいのは3線信号、すなわちBCK、LRCK、DATAのみですむということです。
もちろんMCK(マスタークロック)も必要なのですが、TAS5756の内部のPLLをつかってBCKから
生成できる点です。PLLにはBCKからクロックを供給してPLLで逓倍にしてMCKとする
機能があります。

 なんとなく楽しそうです。まずは早く素子を試してみたいですね。


MCKがPLLで作れるのが便利です。

課題は・・・・
変換基板です。TAS5756は0.5mmピッチでの48Pinですので、それにみあった変換基板をさがさねばなりません。
手元にはも0.5mm ピッチのものはQFPのものがあるので、それを切ってつかえば使えそうですが、どうしようか悩むところです。
まあ、無駄になるかもしれませんがいつものaitendoさんで頼んでおきましょう。頼む数量が少ないので、いつも送料が上回るのがたまにきずです。
変換基板はサーマルパッドはありませんの、どうするかは考えものですが、ICを裏がえてしてとりつければいいでしょう(笑

TAS5756をつかうのに、これを半分に切ってつかうのもいいかな?


やっぱりaitedoさんで、変換基板を購入しました。送料の方が高かった〜。

どんなもんだろう? 2017.10.29

TAS5756を用いた場合にどんなパターンになりそうか、一度パターンを描いてみましょう。
参考になるのがデータシートのPCBレイアウトです。
データシートみると、極めてシンプルな部品配置です。もともと、ICのピンレイアウトも実装を考えてあるので、
実際の基板パターンもシンプルなものになります。

データシードでのPCBレイアウトは極めてシンプルです。

でも、罠が・・・・

しかしながら、データシートのPCBレイアウトがシンプルなのは用いる部品のサイズに依存しています。
実際には0402サイズ(1×0.5mm)の部品を使用することも想定してパターンが描かれていますが、
まずそのようなサイズの部品を手半田するのはかなり難しいですし、さらに入手にも課題があります。
リールで買うなら大丈夫ですが、10個単位なんかで売ってるところあるだろうか?・・・・。
ちなみに、現状で一番小さいチップサイズは0201(0.5mm×0.25mm)かな?こんなの、手半田でできるのかな?
というか、絶対無くしそうです。

ということで、いつも使っている0805(2mm×1.2mm)を最小サイズでパターンを描いてみることにしました。


まずはこんな感じでPiに乗るアンプを描いてみました。

きつきつだな〜。

やっぱりきつきつでした。でもなんとか描けそうなレベルです。

ただし、表面だけに部品を配置するには難しくて、結構な数が裏面に配置することになりました。


裏面にも結構な部品が配置されます。

とりあえず ・・・・

試作にだせるように、ベタまで含めて描いてみました。TAS5756はやくこないかな〜。
いろいろと試したいことはあるので、まず一度動作させてみないと試作には出せそうにありません。


部品面です。


半田面です。

しかし、これはTAS5756をPiで動かす最小の構成だけなので、これだけでは面白くないですね。2.1を狙うか、
あるいは他の素子も探してもっと面白そうなアンプができないか、まだまだ検討の余地はありそうです。

ちょっと気分を変えて

ひさしぶりにRaspberry Pi B+ にDAC51X2 BPLUSを載せて鳴らしてみました。電源はminiUSBではなく、
基板の5Vラインに直接入れています。こうすると、どのくらい電流が流れているかもわかりやすいですからね。


久しぶりにPi B+を引っ張りだして動作させてみました。


電流は300mA程度ですね。

なにがしたかったかといえば・・・

VOLUMIO2(2.285)で気になったのはボリュームを最初にしぼったときに、ブチブチと定期的にノイズが出る点でした。
ひょっとして古いバージョンでは大丈夫かな〜とおもって、1.55で試してみたくなったわけです。
ちょうどPi B+には1.55がまだ搭載されていたので、これで試してみたわけです。

で、結果からいえばボリュームを完全に絞ってもノイズなしです。
ひょっとしてVolumio2のバグかな?それとも、もっとCPUが高速でないと駄目なのかな?
よくわかりませんが、案外VOLUMIO1.55あたりの方が、機能は小さいですが軽くて動作も安定しているのかもしれません。


VOLUMIO 1.55ではボリュームを最小に絞ったときにノイズは出ませんでした。

そうこうしているうちに 2017.10.31

DIGIKEYで頼んでいたTDA5756がとどきました。

変換基板とTAS5756を並べてパチリ。

変換基板のとりつけは、ICを裏返して、さらに足を押し曲げてとりつけます。でないと、エクスポーズドパッドに半田付けができませんからね。
ICの足の曲げは、折れないかビクビクでしたが思い切ってまげました。案外大丈夫なものです。

足をまげてICを裏面側にしてとりつけます。


まずはリードを半田付け。もちろん、入念にルーペで確認です。


あとは銅のテープをIC裏面にとりつけて半田づけです。これでも放熱の役にたつでしょう。

気をつけて

ICを裏返してとりつけると、ICのPin1が当然のことながら入れ違ってしまいます。
うっかり、部品をいつもの感じでとりつけると絶対間違えそうなので、
紙に変換基板上でのPINを記述して、そこにとりつける部品をあらかじめ記入しました。

こんな感じで部品をとりつければいいでしょう。

さてさて

部品点数はすくないので、夜の夜長に組み込んでいきましょう。

まずは基板センタに取り付けです。


だいぶできてきたかな。部品のとりつけはかなりいい加減です。


インダクターは基板の裏面にとりつけています。


備忘録代わりに基板のピン配置をスケッチです。


とりあえず動かしてみましょう

まずはICが動いているかを確認するためにも、電源を投入してみましょう。
あとはI2C制御ができているかを確認します。

I2CコントロールにはI2C−OSをつかいます。これは結構便利に使っています。

まずはTAS5756のレジスターをすべて読み出してみて、I2C通信が問題ないか確認してみました。
どうやら問題ないようです。ちなみにI2C-OSはすこしコマンドを追加してすべてのレジスターの内容を表示できる
コマンド追加しました。実はこのTAS5756を動かすことを想定したコマンドです。

ページ全体の内容を表示させてみました。

まずはMCK付の信号を入力
SRC4137をソース源としてディジタル信号(I2S、マスタークロック有り)を入力してみます。
アンプ電源Vppは15Vとしてみました。

まずはjこんな感じで接続です。

ピー・・・・
まず電源をいれるといきなり基板からピーという音がなります。基板というよりインダクター(その周辺)からです。
あれ?と思いオシロをみている出力が完全にクリップしています。

出力がクリップしています。

TAS5756は電子ボリュームを内蔵していますが、デフォルトの設定が0dB、すなわち
かなりゲインが高い状態になっているので、ゲインが高すぎて出力クリップでインダクタ(と思う)が
鳴っているようです。

というわけで電子ボリュームをすこし絞ります。電子ボリュームのレジスターは3D,3Eで、
既定値は0x30ですが、すこし大きい(減衰が大きい)値として0x50を入力してみました。


I2C-OSをつかってレジスターに書き込みです。

ピー音がきえました。
オシロから綺麗な正弦波が得られると同時に、インダクター(かな?)からのピー音も消えました。

綺麗な波形が得られました。

次はMCK無し信号で動かそう!・・・・ 2017.11.12

つぎはRaspberryPiと接続してもうごくように、MCK信号なしでも動く設定を確認していきます。
まずは、SRC4137からの出力のうち、MCK信号を切断。そして想定するレジスター設定をI2C
で行います。

うまくいかない・・・・

いろいろと考えられることを片っ端から試してみますが、一向に動く気配がありません。
なぜなんだろう?で、まずわかったことは

TAS5756とTAS5754のレジスター設定が異なる

ということです。動かそうとしているのがTAS5756なわけですが、TAS5756のマニュアルには
レジスター設定の詳細がほとんど載っていないので、仕方なくTAS5754のレジスター設定と同じだろうと想定して、
TAS5754のマニュアルを見ながら設定しているのですが、どうやらうまく設定できないレジスターがあったりします。
というのはI2Cでレジスターに書き込んだあとに、リードバックしてもその値が設定されていなかったりします。

う〜ん、どうしよう?

ひょっとしてTAS5756を動かすためのソフトウエアの詳細は、ICのマニュアルではなく、違うデータシートを
探す必要があるのかな〜。それとも、有料の開発ツールを買わないといけないのかな・・・・・。

とりえあえず海外サイトも含めて「MCK無しでのTAS5756の動かし方」をWEB検索してみますが、
なかなか見つかりません。というか関連する情報も少ないな〜。

こうなったら・・・・・

リバースエンジニアリング!!!

こうなったらリバースエンジニアリングです。TAS5756とRaspberryPiを接続して、
どういう設定が行われるかを読み出してやろう!という算段です。
手順は次の通り。

1)TAS5756とRaspberryPiを接続(I2C、PCM信号)
2)VOLUMIOを起動して動きそうそうなサウンドカードを探す。
3)動いたことを確認したら、電源を投入した状態でRaspberryPiからのI2C信号を切断。
4)新たにI2C信号をI2C-OS基板から接続する。
5)一気にレジスター値を読み出す。


lこの手順を実行です!ほんとうは折角手元にロジックアナライザーがあるので、RaspberryPiからI2Cで
どのような内容が書き込まれているかをモニタリングすれば早いはずなのですが、使い方がわからない
(まだやったことがない)のですよね(笑。


RaspberryPiとTAS5756を接続します。


このAMPカードの設定で動きました。さてレジスターを読み出そう。

へ〜、こりゃわからん。

読み出したレジスターの値を眺めてみると、どうやらTAS5754に掲載されていないレジスターのデータが
が変更されていたりしています。そりゃ、わからんはずだわ。でも、これで解決の糸口がつかめたかもしれません。

でも動いた。
 とりあえず、I2C-OS基板にレジスター設定のコマンド制御プログラムを書き込んで、実行してやります。
すると、一応MCK信号なしでも動き出しました。なにが起こっているかはわからないのが気になりますが・・・・


まずは動きだしましたが、その理由は???。

この状態で入力周波数を44.1〜192kHzで変更させてみましたが、問題ないようです。

備忘録

設定したレジスタ^&データの内容です。その他の値は初期値のままです。

I 00 98
i 00 04 01 00
i 00 05 11 00
i 00 0D 10 00
i 00 0a 80 00
i 00 25 08 00
i 00 3d 70 00
i 00 3e 70 00
i 00 59 11 00
i 00 5b 30 00
i 00 5d 20 00
i 00 5e 40 00
i 00 5f 10 00
i 00 60 10 00
i 00 61 20 00
i 00 64 01 00
i 00 69 11 00
i 00 6a ff 00
i 00 6b d3 00
i 00 6c 33 00
i 00 61 20 00
i 00 76 85 00
e

一度、このプログラムを実行すれば、あとはVOLUMEレジスターである3D,3Eに適当な値を書き込めば
音量を変更することができます。

こういう情報もありました。 2017.11.14

TAS5756の基本設定のオープンソースがありました。
2800Hzをクロスオーバとする2WAYのフィルター係数のデータもあります。
これをPIC用に書きなおしてTAS5756にダウンロードして試してみました。


こんなサイトがありました。TAS5756を動かすためのソースが公開されています。

2WAYとして動作するのか、試してみました。
WOOFER用とTWEETER用に分離された出力が得られている様子がわかります。
ちょうど2800Hzがクロスオーバーになっていることがわかります。-3dBクロスかな?
でも、このためのデータは約9kByte程度ありますので、容量の大きなPICが必要になってきます。

HPF(TWEETER) LPF(WOOFER)
700Hz
1400Hz
2800Hz
5600Hz
11200Hz


もとに戻って、 2017.11.18

TA5756をRaspberryPiのVOLUIMIOで使用する場合は、適当なアンプカードを選んでおけば、
I2C通信でTAS5756を設定してくれそうなので、PICをわざわざ搭載する必要はなさそうです。
ということで、PICを取り除いて、代わりに5Vが3.3Vのレギュレータを搭載することにしましょう。


PICをとり除いて、かわりに電圧レギュレータを搭載しました。

帰省先で 2017.11.28

こんなものを作ってみました。RaspberryPiからPCM信号を取り出すときは、いつもバラ線で接続していましたが、
毎度同じことをするのも面倒なので、フラットケーブル一本でつなげれられるような変換基板をつくりました。

こんな感じの変換基板です。


備忘録でコネクタのピン配置です。

これによりPiとアンプ基板を接続する場合はフラットケーブル2本だけですみますので、
いざ動作させようとしても簡単に使えます。

だいぶ簡単に接続できるようになりました。

PiDAC5756も描きあがりました。

こんな感じで描きあがりました。TAS5756の放熱効果を高めるために両面ともベタGND面を広くとるようにしました。

こんな感じのパターンです。赤が部品面、青が半田面パターンです。

併せてPiPA5756Dualも!

TAS5756を2つ使って2WAYのバイアプあるいはチャンネルデバイダを内蔵したマルチアンプ構成にも対応できるように
TAS5756を2個使用したバージョンも描いてみました。Raspberry Piとの接続と、汎用のDAIとも接続できるようにしてみました。


コードネームはPiPA5756Dualです。

さてさて、いつごろ製作できるかな?

PiPA5756Dualも描けました。 2017.12.2


こんな感じでパターンを描いてみました(部品面です)


こちらは半田面です。

さて、あとは最終チェック!
試作に出すのはいつごろになるかな〜。

回路図はこんな感じです。

PiPA5756Dualでは色々な動作モードができるようにジャンパー設定や外部ボリュームなども加えています。

PiPA5756S PiPA5756Dual
PiPA5756SSchematic.pdf PiPA5756DualSchematic.pdf


こんな情報も 2017.12.3



へ〜、GPIOからMUTEコントロールしているので、どのタイミングで変わるか調べてみました。




こんな感じででGPIOにオシロプローブをあててチェックです。

結果は・・・



ということのようです。基板のSPK_MUTEもH固定でいいでしょう・・・。

ちなみに

秋月からRasPi用のアンプボードはこれですね。部品が一杯のっています。
なにやら温度センサものっているようです。


REF:http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-12172/


PiDAC5756S基板ができてきました。 2017.12.

休日に東北を散策している間に基板が到着していました。

PiPA5756S基板が届いていました。

部品点数は多くないので早速くみたててみましょう。インダクタやチップコンデンサは手持ちのものを使っています。


お出かけ用の写真をパチリです。


裏面の様子です。

さっそく音だしをしてみましょう!

動作確認はRasPiにつないで行いました。アンプの電源はACアダプタで15Vを入れています。
スピーカは秋月で買った小型のフルレンジを接続です。安価ですが結構いい音がします。

まずはこんな感じで動作確認です。

あっさりと

VOLUMIOのデバイスドライバをIQaudio Pi-DigiAMP+に設定して再起動しました。
あっさりと音楽再生できることを確認です。

この設定でうごきだしました。

週末にでも、ちゃんとしたスピーカにでも接続して鳴らしてみましょう!

PiDAC5756Dualもつくってみましょう。 2017.12.11

こちらも基板が届いていましたので、早速組みたてました。

PiDAC5756Dual基板ができました。


裏面です。放熱を行うためにベタGNDになっています。

PiDAC5756Dualはすこし部品点数が多いですが、それでも表面実装部品が多いのでさほど組み立てには時間はかかりません。


PiDAC5756Dualのお出かけ用の写真です。


裏面の様子です。RaspberryPiとの接続はすこし長めのコネクタを用いています。

PiDAC5756DualとRaspberryPiとを結合!

長めのコネクタを使った理由はACアダプタの接続用のDCジャックとの干渉を避けるためです。

Raspberry Piと組み合わせて状態です。


10mmのスペーサを2個重ねて接続できるような長めのコネクタをつかっています。

スペーサを入れ替え

RaspberryPiと結合したついでにスペーサを入れ替えて、PiDAC5756Dualで自立するようにしました。

PiDAC5756Dualにスペーサを取り付けて自立するようにしました。


ACアダプタを挿した状態です。

PiDAC5756は動かすためにはソフトを作成する必要がありますので、時間ができたときにでも取り掛かりましょう。

PiPA5756Sを鳴らしてみる! 2017.12.15

週末なのでPiPA5756Sを鳴らしてみましょう。
まずは太いスピーカケーブルがとりつけられるように基板端子部分の入れ替えを行います。
ワニ口クリップがつけやすいようにリード線を取り付けていましたが、この部分をターミナルブロックにいれかえます。

ワニ口クリップがとりつけやすいようにつけていたリード線ですが、
変更します。


ターミナルブロックに変更です。秋月で20円/個で購入したものです。

鳴らしてみましょう!

スピーカケーブルとりつけて鳴らしてみましょう。PiPA5756Sは床にじか置きですが、まあいいでしょう。

こんな感じでケーブル類を接続です。

接続したスピーカはサブシステムのONKYOのD-202AXです。私自信はONKYOのファンなので、結構好んでこのシリーズのスピーカをつかっています。
以前はD-202Aもつかっていました。といってもヤフオクで安く手に入れるわけですが・・・・。

お気に入りのソースなどを鳴らしてみますが、ほんとうにいい感じで鳴ってくれますね。
サイズからは想像ができないなりっぷりです。いつもこのスピーカに接続しているAVアンプも顔負けだなあ〜。


試聴のために接続したサブシステムのスピーカです。

週末の夜更けは、しばしこの状態で音楽に浸りましょう!

調子にのって!

折角なのでもっと音質向上をねらって3.3Vのレギュレータを入れ替えてみることにしました。
もともとは汎用のものを載せていましたが、超低ノイズのLT3042を使用したレギュレータ基板に入れ替えです。

この三端子レギュレータをいれかえます。


入れ替えたあとです。

んん・・・・好調!!!

たぶんプラシーボだと思いますが、さらに音の輪郭が明確になり、さらにクリアーになった気がします。
なによりも低音がすごくでるようになった気がします。こりゃ、すべての3端子レギュレータを入れ替えるかな?
ん・・・絶対気のせいだと思いますが(笑)。
というのも、LT3042って高いんですよね〜。まあ、これぞというものは取り替えていきましょう!


PiPA5756Dualも動かしてみましょう! 2017.12.16

最初はRaspberry Piに接続すると、電源を入れなおしたあとの起動に時間がかかりすぎるので、
まずはソースとしてはSRC4137を用いました。というか、もともとRaspberry Pi専用ではなくて、
汎用につかえるように10Pコネクタでのディジタル入力も可能にしています。

まずは動作確認環境を整えます。

問題なく音だし完了・・・ん?

まずは簡単にPICにプログラムを書いて動作確認します。緊張の一瞬ですが、問題なく音がでることを確認しました。
でも、スピーカ出力をオシロでみてみると、なにやら高周波数のキャリアだらけです。ん?出力フィルターが動いていないのかな?

パターンミス発見!

再度、基板を確認すると出力のLCフィルタ部のCの部分のGNDへの接続が抜けていることを発見しました。
しかし、今思い起こせばなぜこのようなパターンにしたのかな? PiPA5756Sとは違うつくりになっています。
まあ、なかなかおもい出せないので、ここは素直に修正です。

黄色矢印部のGND接続が抜けていました。



修正としては、まず近くのベタGNDのレジストをすこし剥ぎます。


半田でブリッジさせれば修正完了です。これがICが2つあるので2箇所行います。

無事波形も綺麗になりました。

パターン修正したあとでオシロを確認すると、問題なく「アナログ的」な波形が観測できるようになりました。

オシロでの波形も問題ないようです。

ちなみに出力のLCフィルタの直前での波形をみてみました。
みるからにDクラスの波形です。電源電圧15のVPPでフルスイングしています(対GNDでみています)。
キャリア周波数は約700kHzのようです。かなり高いですね。

キャリア周波数は700kHz程度のようです。

さて、あとはPiPA5756Dualのプログラムを組んでいきましょう。

まずは動作モードの定義です。こんな感じかな?まだ増えるかもしれませんが。

MODE CONTENT CH1
出力
CH2
出力
VR1 VR2 VR3
Indepedent Stereo
単純に独立した2台のステレオアンプ
L-R L-R CH1
VOL
CH2
VOL
LR
BALANCE
Related Stereo
2台のステレオアンプを一括制御
L-R L-R MASTER
VOL
CH1-2
BALANCE
LR
BALANCE
Bi-Amp
バイアンプ構成(ネットワークはSP側に配置)
L
SP1,SP2
R
SP1、SP2
MASTER
VOL
SP1-2
BALANCE
LR
BALANCE
Bi-Amp with Channel Dividor
バイアンプ構成(ネットワークはTAS5756で実現
Fc=2800Hz)
L
TW-WF
R
TW-WF
MASTER
VOL
TW-WF
BALANCE
LR
BALANCE

出力フィルターの特性は? 2017.12.17

Dクラスアンプの出力はLCフィルターになっていますが、キャリア周波数が700kHzということがわかったので
実際にはどの程度のキャリア周波数の遮断特性になっているかシミュレーションしてみました。

L=10uH,C=1uFの場合

今回の基板で実際に用いた値の場合です。シミュレーションにはいつものLTSpiceをつかっています。
フリーですが、かなり使い勝手もいいものです。


シミュレーションのモデル。スピーカは4Ω負荷です(L=10uH、C=1uH)。

特性としては下図のような結果です。
まず可聴域の周波数として、20kHzではほぼフラット(-0.5dB程度)ですね。実際には50代を過ぎたわたしには
13kHz以上は聞こえないことがわかっているので、フラットな特性です(笑)。
それに対して700kHzのキャリアは約-46dBです。これは1/200まで減衰しているということですね。
たとえば電源電圧VPPが15Vだったら、70mVまで減っているということでしょうか。
結構いい感じです。

出力特性(L=10uH、C=1uF、SP=4Ω)

メーカのマニュアルだと? L=4.7uH、C=0.68uFの場合

メーカの評価基板の定数で計算してみました。この場合はもうすこし時定数は短めです。

シミュレーションモデルです(L=4.7uH、C=0.68uH)。

結果としては20kHzまでは完全にフラット。
700kHzの減衰特性は-36dBですから、約1/60程度でしょうか。
可聴域の周波数特性にこだわるにはこのほうがいいかもしれません。

シミュレーション結果(L=4.7uH、C=1uH)

ちなみに L=4.7uH、C=1uFの場合

シミュレーションモデルです(L=4.7uH、C=1uF)。

この場合は20kHzまでは完全にフラット。
700kHzの減衰特性は-39dBですから、約1/90程度。
気分的にはこのくらいがいいかもしれません。
まあ、好みのでの選択の範囲内ですね。


シミュレーション結果(L=4.7uH、C=1uF)

こういう投稿もありました。 2017.12.18



たしかにLCフィルターの場合は遮断周波数近傍ではピークがでることになり、その出方はスピーカの負荷抵抗に依存してしまいます。
スピーカを単純に抵抗とみなした場合にどの程度ピークが立つかをみておきましょう。

スピーカの
抵抗が8Ω
の場合



約6dB程度のピークが発生します。
スピーカの
抵抗が48Ω
の場合
(かなり上昇
した場合)


約21dBのピークが発生します。
スピーカの
抵抗が
ほぼ無限大
の場合

極端な例です。


約50dBのピークがでてしまいます。

上のように、負荷抵抗が上昇するについてピークがでてきます。
このピークを抑えるのがインピーダンス補正回路です。いわゆるRCを直列につないだものをスピーカ負荷に平行に取り付けるものです。
この場合、どの程度改善するかみておきましょう。すこしCの値は大きめにしています。

スピーカの
抵抗が8Ω
の場合



2〜3dBにピークを抑えられます。
スピーカの
抵抗が48Ω
の場合
(かなり上昇
した場合)


6dB程度に抑えられます。

こうやってみると、位相補償回路はかなり効果的であることがわかります。
ただ、ピークのである周波数が100kHzと極めて高いことから、このピークを抑えることが
どの程度可聴域(20kHz以下)に影響を及ぼすかはわからないところです。
ましてや、スピーカの負荷が周波数で上昇するのはウーハなどのインダクタンス成分の大きい場合になり、
逆にウーハーだと再生する周波数もさらに低くなる(2〜3kHz以下)ということもあり、さらにピークの影響は
小さくなるでしょう。

多分、聞き比べてもわからないんじゃないかな〜という気もしますが、いづれにしてもインピーダンス補正回路
をどのようにするかは 「どこまでこだわるか?」 ということに尽きるような気がします。逆にこれができるのが
自作ならではの醍醐味じゃないでしょうかね。

バッテリー駆動で遊んでみましょう! 2017.12.21

ちょっと気分を変えてバッテリー駆動で遊んでみることにしました。
平日の夜更けに遊ぶにはちょうどいいテーマです。

まずVpp用のバッテリーには12Vのものをつかいます。秋月で買った12V5Ahのものです。

このバッテリーをVpp電源につかいます。

さて、5V電源はどうしようかな〜と考えていて、ふと携帯用のモバイルバッテリーを思い出しました。
これはamazonで買った20000mAhのものです。安くかったのですが、これが結構重たい。
まあ、スマホが4回くらい充電できるので重宝はしていますが・・・・鞄にいれるとずっしりきます。
でも、バッテリー出力といいながら、この手のものはDCDCコンバータの出力になっているかもしれないので、
どのくらい電源としてクリーンかどうか知りませんが、まあ気分的なものです。


5V電源はスマホ用のモバイルバッテリーです。

やっぱりバッテリー駆動!!

お気に入りのCDをUSBに焼きこんで鳴らしてみます。
いや〜やっぱりバッテリー駆動は一味違うような・・・かな?(笑)。
でもバッテリーの容量が大きいせいか、1時間近く鳴らしこんでも、全然容量減らないです。
これはこれでつかえるような気もします。

お気に入りのレーベルです!

すこし長くなってきたので後編に続きます