手作りアンプの会200回記念アンプ完成

 年末に放置してた200回記念アンプを、取り敢えず完成しました。
 毎年夏に催されるお寺大会で、三土会200会記念の行事を行う予定です。その200回に纏わる、200のワードが含まれる作品を出品する事ですので、アンプを作製しました。

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片チャンネル200円のアンプ
 200円のPWMアンプで、PAM8006という型番です。このアンプの用-途として、テレビ、ラジオで、オーディオ用途ではありません。400円のスイッチング電源を入手したのですが、出来が悪くて、発火、発熱が心配なので、取り敢えず日本製のスイッチング・電源に代替して音出しを行いました。平滑キャパシターの総容量は、約0.1F (470μ×200個)です。

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肝心な音
 今まで、自作したアンプの中で、最低の音質です。しかし、エネルギー変換効率が最高90%超のアンプで、供給する電気エネルギから音声信号への変換が高いので、音質とは別の意味で素晴らしいアンプと言えます。EMIフィルターを施す等改善する余地が有りますが、200回記念のお寺大会で、10分程の再生の為に、これ以上に投資を行うのは如何なものかと思い、潔く、これ以上弄るのは止めました。

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このアンプの立ち位置
 フォステクスのフルレンジ・スピーカーを薄手のMDFキャビネットに収納して、ガンガン鳴らすのに合っていると思います。このアンプの歪っぽい音と、フォステクスの不必要に明るい音との相乗効果でJPOPを聴くのに最適と思われます。しかし、本来の使用目的は、エネルギーの変換効率から、バッテリーの持ち時間を気にするスマホ等、省エネ、省スペースを目的として使用されるアンプで、音質を求めて採用するのは如何なものかと思います。

手作りアンプの会200回記念アンプの作製

 年が明けて、新たな気持で、手作りアンプの会200回記念アンプの作製を再開しました。

アンプの放熱対策
 PWMアンプのPAM8006Aは、最大出力時(15W/THD+N:10%)、Junction Temperature Range, TJ -40 to +125 ℃の範囲内を守る必要があります。400円のアンプなのに保護機構が備りダイの温度がジャンクション温度を超えると、自動的にシャットダウンされる仕組みです。そこで可能な範囲内で、安全策をとり放熱処理を行う仕組みとしました。

回路図
クリックで拡大されます。
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ヒートシンク
 ヒートシンクは、10mm厚のアルミブロックに10mm角の純銅のブリッジを設けて、基板裏面のサーマル・トランソファー部分と熱結合を行い、放熱を行う仕組みとします。10WのPWMで矩形波の連続出力を行わないので、この程度で大丈夫だと思います。

送料込みで400円のPWMには見えません。
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左中央の銅が、基板からヒートシンクに熱伝導させるブリッジです。
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電源
 ebayで、12V 3A 36Wのスイッチング電源が、送料込みで、何と400円で入手出来ました。これで、片チャンネル200円の電源を用意できましたので、先に進めます。

以下が、送料込で400円のスイッチング電源です。ラーメン一杯食べられません。
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EMI対策
 スピーカーの出力にEMIフィルターを設けてOscillator frequency: 300kHzの減衰を試みる必要があります。これは、セカンド・オーダー程度のフィルターで定数は、カット&トライで決める予定です。

手作りアンプの会が開催200回を迎えます

 毎月定期的に参加している「手作りアンプの会」の定例会が、来年の四月で開催200回を迎えます。2000年7月から毎月一回第三土曜に「三土会」という名称で開催されて、かれこれ、18ヵ年も続いています。その三土会が、来年の4月で200回を迎える事になります。そこで、200回の記念行事として200に纏わる、作品を出品する事になりました。手作りアンプの会は、名称にアンプとありますが、実際には、「手作り電子機器に関するモノ」で、アンプに限りません。しかし、アンプ作製からスタートした会なので、金看板のアンプの作成に敬意を払い、参加するにあたり200に纏わるアンプを作製することにしました。

三土会
http://kantou-sandokai.sblo.jp/

200回記念の作品
 今回は、電解コンデンサー200個をアレーとした、電源と片チャンネル200円のデジタルアンプ(PWM)を組み合わせて200尽くしのアンプを作成する事にしました。電源基板は、手作りアンプの会員O氏が設計製作した基板に、電解コンデンサーを乗せただけです。

朝礼台から眺めた学童の様で可愛です
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電解200アレーのコンデンサー基板
 470μ/16Vの電解コンデンサーですので、電源を10Vとして、スピーカーのインピーダンスを8Ωとすると13W程度の小型アンプが限界です。

前へ倣え、ピー!
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片チャンネル200円のPWMアンプ
 米国 Diodes Incorporated PAM8006AというPWMで、8Ω負荷で10W強の出力パワーが得られます。上記の電源に最適なアンプと言えます。
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PAM8006Aの情報は以下
https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM8006A.pdf

作製方針
 出来たら音の良いアンプであって欲しいのですが、音の良し悪しは、関係なく200というワードが、含まれていれば良いので、手間を掛けずに廉価に作製する予定です。

スイッチング電源の真空管アンプ作製 改善

 12Vのスイッチング電源で、ヒーターと+B電圧(200V)の基となるDC12Vを供給しますが、先ずはスイッチング電源の12VのEMIノイズを減らす為に、村田製作所 EMIフィルタ ブロックタイプエミフィル BNX005-01を通して濾過します。番号①  次にDC12からスイッチング電源によりAC175Vを作り、それを整流後ごDC200Vの+B電源を作製します。そのスイッチング電源のコンバーターからのEMIノイズを少しでも減らすために、日立金属製のファインメットコアーにコモンモード巻を施したフィルターに+Bを通します。写真②
 DC12Vから+B(200V)を作るDC-ACコンバータのEMIノイズ拡散を防ぐために、洋白のケースを作り、シールドして、フレームグラウンドに落としました。洋白は銅と亜鉛、ニッケルから構成される合金で、低周波から高周波のシールドを狙って、この洋白としました。写真③
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 洋白の詳細は、ここ
 洋白の身近な物として、500円硬貨、水晶振動子のキャンケース、HOゲージのレールがあります。

改造した結果
 ケースを洋白の板材からカットして作製するのに、少々手間取りましたが、半日ほどで終わりました。

肝心な音
 改善する毎に、音が小さく静かに感じます。EMIフィルターの効果の現れだと思います。改善して特性が良化すると、真空管らしさが無くなり、半導体でもない一寸変わった音になってきます。

今後の予定
 既に200時間以上経過して、特に問題なく動作しているので、これで完成として良いと思います。

スイッチング電源の真空管アンプ作製 最終

 スイッチング電源(+B)の真空管アンプ作製を作製を開始してから一ヶ月程で、完成しました。スイッチング電源の電圧制御がフィードバック無しの場合、負荷により大幅に電圧が変動するのですが、真空管を装備して、充分にフィラメントを暖めてから、+Bの電圧を測定すると、210Vで、予定の200Vより5%程度高めとなり、許容できる範囲になったので、体力測定と音出しを行いました。
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スイッチングの電源
中央の黒いトランスが、スイッチング電源で、左側にファースト・リカバリーダイオードを、耐圧を考慮してシリーズとして、ブリッジ整流回路を組んでいます。
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体力測定の結果
 8オーム負荷で5Vなので、3W出力となりました。4オーム負荷の場合、6Wですが、真空管と電源が意気地無しなので、4オーム負荷は、無理そうです。能率87dBのスピーカーが、ガンガン鳴るので、100dB/16オームを超えるお寺大会のロートルJBLと10dB以上の能率差から30W以上に相当する出力なので、出力値としては申し分ないと思います。

肝心な音
 6BA8の3極部分と5極部分のカソードが共通(連結)しているので、NFB(負帰還)を掛ける術がなくNonNFBで動作音を聞きました。やはり歪っぽく感じます、又、帯域がナローで、蒲鉾型の周波数特性です。その代わりに元気で、ソノリティーに優れています。特に低域と高域がブーストされたドンシャリJPOPSを聴くと、威勢が良くて楽しいです。試しにクラシックを聴いたら、分離が悪く、ハッチポッチ( hotch poch)状態になり聴くに耐えられません。お寺大会の選曲は、邦楽とJPOPSで決まりです。

今後の予定
 6月17日(土)のお寺大会は2時間の発表枠で12人位の発表が想定されます。ひとりあたり、8分から10分の短い一発勝負ですので、ミスが許されません、これ以上改善の為に手間暇金を掛けて、 かまうのは、如何なものかという事で、これにて当日まで動態保存することにしました。