ラジオ製作会

 今日は、手作りアンプの会主催の「ラジオ製作会」に出席してきました。ラジオは、ソフトウェアーを利用した新しい時代のラジオです。
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 ラジオの製作は小学生の時作製した、「ゲルマニュームラジオ」、中学生の時作製した「ST管並三ラジオ」以来で、半世紀ぶりです。スケルトンのケースが、そのラジオです、その下の白いケースは、3Dプリンターで作っていただきました、ラジオのケースです。

作製風景
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作製会に出席された方は、総て大ベテラン揃いで、二時間程で全員製作と音だしを終えて、余った時間で、ラジオの回路説明と、ラジオを制御するPICのC言語で書かれたソフトウェアーとそのSDKの説明が行われました。

製作作業
 製作作業は、ハンダ付けのみと言えども、部品の大きさが胡麻粒程の大きさで、慣れないとかなりハードルが高い作業です。
 一週間前に予備日を設けて、製作作業を行った時も、全員完成したそうです。
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今回、リチュウム・イオン二次電池の仕入れが、製作会に間に合わなかったので、乾電池で動作確認を行い、後日リチュウムが配布される予定です。
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製作会の御礼
 製作会の開催と準備を、普段の仕事と平行して行うのは大変だったと思います。貴重なノウハウの開示と製作会を行っていただきました、会員の肥後さん、本当に有難うございました。

スイッチング電源のフィルター作製

 お寺大会(2017年夏)のお題が「スイッチングB電源による真空管パワーアンプ」が予定されましたので、早速、スイッチング電源のノイズフィルターの実験を行ってみました。スイッチング方式の電源は効率、レギュレーション、重量等を考慮すると極めて優れた電源方式であり、唯一のウイークポイントとしてノイズ対策が難しく、オーディオでは少々使いにくい側面があります。しかし、最近の優れたD級(PWM)アンプの様にノイズ対策をセオリーどおりに行えば、特に問題の無い方式と言うより、極めて優れた方式と言えます。かのジェフローランドは、IcePower、Hypex等のアンプモジュールを使いスイッチング電源で優れたアンプを生み出しています。

フィルターの構成
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 入力段で低ESR電解コンデンサーとノーマルモード・フィルターでリップルを減らして、後段ではコモンモード・フィルターで、EMI(Electro Magnetic Interference)高周波ノイズをリダクションします。

回路図
In → Out
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フィルターの素材
 EMIのフィルターは、既製品で優れたムラタ製EMIフィルタ(BNX016-01)を用い、リップル対策は低ESR電解コンデンサーのニチコン・オーディオ用として、あわせて日立金属製ファインメット・コアーを用いてコモンモードのフィルターを手巻きで作製してみました。

スイッチングアダプターの周波数
 安物のスイッチングアダプターはスイッチングの周波数が低く、高級なスイッチングアダプター程、スイッチングの周波数が高く可聴周波数から遠くに追いやっている様です。特に、ノートパソコンのアダプターは、容量と小型化に力を注ぎノイズ対策が好ましく無く、オーディオには対策無しでは使えません。それを考慮して、低い周波数で効果が得られる様に、ファインメットコアーを採用しました。

測定結果
スパイクノイズの状況
 スパイクノイズはLT3042やTPS7A4700,ADM7150等のHigh PSRRのLDOでも減衰できずに殆ど出力側に漏れ出てきます。しかし、以下のグラフで青がフィルターの入力の波形で、赤がフィルターからの出力で、スパイクノイズが遮断されている事が解ります。
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スペクトラム・アナライザーの測定結果(負荷電流200mA)
-95dB(青)から-110dB(赤)にノイズが削減されています
-120dB程度まで下がるのが理想です。
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可聴帯域
(~12KHz)では、緑で囲った周波数のピークが削減されています。
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肝心な音
 フィルターを使うと、高音のヒリヒリする感じが収まり聞きやすくなりますが、まあ~無いより有った方がましかな?と言ったところです。お寺大会用のスイッチングB電源による真空管パワーアンプには、設計段階から組み込みノイズ対策を施します。ノイズ対策を行わないスイッチング電源は、オーディオでは使い物になりません。

電動リモコンボリューム

 オフ会で音楽を再生する特、音量の調節で苦労します。
 音量によって音質の印象が大幅に異なるからです。煩いと感じる直前まで音量を上げて、印象を良くしたいという姑息な思いからの行動です。そしてアンプのボリュームとリスニングポジションの間を何往復もして、音量を調整しますが、この姿はとても醜く目障りです。そこで、それに一矢を報いる趣向で、リモコンのボリュームを入手してケーシングを行うことにしました。

前面
 リモコンのボタンは音量のアップ/ダウンと電源スイッチのプリミティブな物で、電源を投入すると、電源オフ時の位置からゼロの値に向かって45分の場所に移動して、爆音にならない様にプロテクトされています。ノブは形より視認性を重視しましたが、適当な大きさのチキンヘッドだと良いのですが、取り敢えず手持ちの物を充当しました。
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背面
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 抵抗値は、503Aの2連ですが、ギャングエラーは結構あります、しかし実際に聴いてみるとさほど気になりません。

内部
 電源はAvailability Serviceabilityを重視して、乾電池を電源としました。AC電源ですとノイズ対策、電源の確保が必要になり汎用性が劣るので好ましくありません。オフ会の時間帯での限定された使用時間ですので、電池の持ちは未だ未知数ですが、恐らく大丈夫でしょう。
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ブルートゥース・パワーアンプの実験

 ブルートゥース チップとPWMアンプであるTDA7492P使った基板が廉価に入手できましたので、お遊びで音だしをしてみました。
 タブレット端末からブルートゥースでダイレクトに音だしが出来ます。ペアリングも極めて簡単に行えて、選曲はタブレットから、又、音量のレベル調整は、タブレットとアンプ側の双方で行えて完全に連動します。
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使用しているIC
 アンプは、STMicroelectronicsのTDA7492Pです。PWMのBTL 25W×2チャンネルのマトモな商品です。又、ブルートゥースのトランスポンダーは、デファクトスタンダードのQualcommのCSR8635で、オペアンプはTIの定番NE5532です。
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実装のマップ
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 TDA7492のデータシートを見ると、21.6 dB, 27.6 dB, 31.1 dB 33.6 dBと4段階の調整ができるようです。TDA7492Pのデータシートを見ると25Wとありますが、0.1%歪み以内での動作を期待すると10W前後と言ったところです。

アンプの値段
 実は、このアンプは大陸製で、国際航空輸送料金を含めて、何と1,055円です。如何したらこの様な価格になるのでしょうか?凄く不思議です。まあ~注意深く基板を眺めると、LPFのインダクターが、リフローの時に移動したためか、少しズレています。でも動作上では問題ない範囲です。

肝心な音は
 本当に酷い音です、流石1,055円のPWMアンプで、電源投入時に「ポロリ~ン」と結構な大音量で開始音が響くので…ゲインの設定以外本体に触れる必要がないので、各種操作、音量、イコライザーはタブレットで行います。ご愛嬌に再生、停止時に「ポツ!」と盛大なノイズが入ります。色々調べましたが消す事ができませんでした。最後に電源を切ると「バッツン」と大音響です。
 再生無音時は「チリチリ」というロジックノイズの漏れが乗ります。何気なしに、Bluetooth のアンテナの辺りを触るとノイズがピタリ!と消えます。ノイズ対策がまるでなってません。音質はSBC(SubBand Codec)でつないだ場合、無音時に特有のロジックノイズが聞こえましたが、AACでつなぐとヒスノイズのみになります。音源としてALACで鳴らしましたが、どの様なフォーマットでも同じです。
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総括
 電源逆接続防止ダイオードを設けてあり、リフローも綺麗で、英国製のラズベリーパイより遥かに美麗に出来ています。音質はオーディオの範疇とは言えません。音楽を楽しみ、手段を選ばない方に向けた商品です。かなり"あらびき"ですが、部品を集めて作製してもこの価格に収めるのは不可能であり、コストパフォーマンスはかなりのものです。東急ハンズで購入したアクリル名刺入れとヒロセパーツのターミナルブロックで、基板の価格を超えます。次回のオフ会で紹介して、その後は夢の島行きの予定です。

Wi-Fi環境の改善 その2

 昨日は、久し振りに神宮絵画館前の銀杏並木に行ってきました。美しい冬景色を見て、帰宅は表参道の坂を上り原宿駅から帰宅しました。
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© 2016 Grigri. 神宮絵画館前

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© 2016 Grigri. 原宿表参道l

Wi-Fi環境の改善の続き
 先日、Wi-Fi環境の改善を行い玉砕状態で振り出しに戻った改善を再びチャレンジする事にしました。Wi-Fiの子機を意味も無くバッファローで揃えてきたのですが、Wi-Fiの規格は国際規格で標準化されているので、親機と子機のメーカが異なっても繋がる筈です。しかし基本部分のインターフェース以外にグレーゾーンのインターフェースが存在して、エラーハンドリング等、枝葉末節のところで苦労するのも何なので、同じメーカーに揃えました。

WSR-2533DHP
 WXR-1900DHP2の代替機種は、今秋発売のWSR-2533DHPにしました。
 特にデザインも従前の機種と同じで、只の四角い箱です。怪しいλ長のホイップ・アンテナ(無指向性)が3本あり、何dBiの利得が有るか解る訳でもなく潔いデザインです。何故最新製品から、ホイップアンテナを止めたのでしょう。
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WSR-2533DHP

早速入れ替えを行いました。
 移行は特に問題なく、接続のスピードも従前のWHR-G301Nと同じか、若干改善されています。恐らく内部処理のチップがマルチコアーで高速なため、体感上でも良化しています。機能も最小限で単純です。

入れ替えての感想
 やはりオーソドックスな機種が良いです。極普通のデザインで、そこそこの性能で適価・・・これですね。奇をてらった角(ホイップ・アンテナ)付き機種は、何れか無くなる運命です。

謎の可動式アンテナ
 フリス(Friis)の伝達公式は、受信側の電力は送信側の電力とアンテナの性能(利得)に比例し、通信距離の二乗・波長の逆二乗に反比例する。アンテナの性能が良いほど好調な通信が期待でき、距離が延びるほど通信条件は劣化してゆくという、いわば当たり前のことを示しています。アンテナ長は、1/4λよりλの方が当然利得が高いのですが、ぐりぐりと方向を変えられる無指向性のホイップアンテナの意味が不明です。
 Wi-Fiの空中線電力は、総務省のガイドラインで、以下の様に定められ、各メーカーは、規定値一杯に出力している筈ですが、ここでアンテナの向きを変えられるホイップアンテナ(無指向性)の意味が怪しく意味不明です。
 11n:10mW/MHz(20MHz)5mW/MHz(40MHz)
 11ac10mW/MHz(20MHz)5mW/MHz(40MHz)2.5mW/MHz(80MHz)1.25mW/MHz(160MHz)

 ダイポールとか、パラボラにすると指向性が有って、空中線電力の実効電力が増えて、総務省のガイドラインから逸脱することになる訳です。受信アンプの利得には法的な制限が無いので、受信アンテナとしての補完の様な気がします。

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京都造形芸術大学 外苑キャンパスの近く
© 2016 Grigri.