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2010年9月

2010年9月30日 (木)

BUF634/LME49600 HPA

「Chu-Moy Balanced Headphone Amplifier」にBUF634を追加したいとう
コメントがありました。

タイミングよくPGA2311電子ボリュームのHPA部分に
BUF634/LME49600 HPAを搭載予定の回路ができておりますので掲載します。
バッファーの挿入箇所は「じぇい」さんの推測にまちがいはありません。
バランス回路の抵抗は10〜22KΩの範囲で問題ないと考えます。
低くしすぎると入力インピーダンスが下がり好ましくありません。
理想的にはボリュームとの間にバッファーを入れると良いと考えます。
そうすると22KΩは全て1KΩにしても問題ありません。
帰還抵抗を低くするとレスポンスの向上が期待できます。
そうすると段々、Chu-Moyのポリシーから外れてきますね。
注意事項として
OPA2353の動作電圧は
最大5.5V(+/-2.75V)です。
BUF634は最低+/-5Vは必要です。
採用する電源電圧でOPA2353にかわるICを選択して下さい。

BUF634を4個使用したバランス出力の醸し出す
再生音は怒迫力でしょうね。
「じぇい」さん、期待しています!
ところで使用(改造)予定のヘッドフォーンは?

バランス出力HPAは創って佳かった
と、感じられる事疑い無しです。

20100929_231557

上記回路のパターン設計は終えていますが
まだ注文はしていません。
BUF634/LME49600のDDPAKのタブは-VEEなので基板実装時には注意が必要です。
この基板では表裏に同一形状の島(長方形)を作りビアホールで接続しています。
ベタアースからは隔離してあります。
このパターンではTO-220パッケージも実装できます。
この回路では帰還抵抗が音を左右すると考えられるので
Z-FOIL専用のピンソケットと
1/4Wタイプの抵抗も使用できるようにこちらも交換可能なようにピンソケットを実装します。
それぞれのピンソケットの型番は回路図中央に記してあります。
ピンソケットのメーカーはMAC8です。

オフセット電圧はDCサーボで.....
LT1112を使用すると出力のオフセット電圧は
1mV以下に収束するはずです。
帰還抵抗(R5,R15,Z-Foil)以外の抵抗は
ノイズが少なく非磁性の下記を採用予定。
Thin Film Non-Magnetic Chip Resistors
Vishay/Thin Film PNM0805

帯域制御ピンは円ランド(BWL,BWR)にスリットを設け
半田でジャンパー接続をします。

PNMの技術資料はこちら

20100929_231928

R1200GS in 宗谷岬

ありし日の R1200GS
  晩秋の宗谷岬

Dscf2822

VAR Z-Foil "naked" 着弾

芸術的なエッチング

Dsc02373

トリミング
20100929_234922

Dsc02374

Vishayはさまざまな会社を傘下に収めています。
これは多分
Texas Components Corporationの製品だと思います。
この会社はHustonにある会社で土地柄ユニークなアナログ製品に興味が湧きます。
その延長線でのZ-FOIL
Bulk Metal Foil Resistorの七つの秘密

2010年9月24日 (金)

PGA2311 PCB & TPA6120 PCB 発注

最終パターンを掲載します。
左が+/-5V電源及びPIC,PGA2311,MUTE回路で
右がMUSES02+TPA6120のHPA部です。

出来る限りアナログ信号のラインにはアールを施したり
空き部分にベタアースを増やしたり
信号ラインにガードを施したりと
クロストークを避ける対策もしました。
満足のいく仕上がりです。
また表面実装のパーツは半田付けがなるべく容易になるよう
ピッチも考慮してあります。
HPA基板の左上の丸孔はMUTE回路のキャパシターの逃げ孔です。
また長方形の切り欠き派はボリュームの逃げです。
基板は2段重ねで
下段の高さ方向のスペースは7.92mm
上段は9.53mmしかありません。
PHPAにPGA2311を組み込むのは大変です。

あっ、そうそうPGA2311にはバッテリーから専用の5Vレギュレーターを奮発しました。
アナログ電源とデジタル電源は完全に絶縁はされていませんが
デジタル電源にもレギュレーターを実装する事により
アイソレーションされノイズの干渉が防げると考えました。
回路図は修正中なので完成したらアップします。

20100924_204640_2

パーツリストです。
不足部品も本日発注しました。
ほとんどがDiji-KeyとMouserです。
ELNAのシルミック(RFSII)は
手持ちは大きさの関係で今回は使えないのでDigi-Keyで入手でき助かった。
チップ抵抗はデジタル系はThick Film(厚膜)
アナログ系はThin Film(薄膜)をチョイスした。

カーボン抵抗や巻線抵抗の音も聞いてみたく
色々な抵抗を頼んでみました。
CMF50は0.1%バージョンを...
PGA2311のスペックを生かすため。
じゃ、カーボンの5%は......
カーボン抵抗はFilmタイプとCompositionタイプがあります。
Filmタイプは螺旋状にカットしてありトリミングは不可能。
Compositionタイプの中身はカーボンが詰まっている。
その量?を増やす事はできませんが、
減らせれば抵抗値をトリミングできます。
勿論、沢山購入して選別すれば良い話ではありますが。
そのへんのアナログチックな話はまたにしましょう。

注文したMUSES02回りの抵抗
1:Thin Film PNM(Vishay/Thin Film)
2:Z201”Naked"(Vishay Precision)
3:CMF50 1KΩ 0.1%(Vishay/Dale)
4:Carbon Composition Molded(XICON)
5:Miniature Molded Wirewound (Ohmit)
6:Precision Metal Film Resistor(PRP)
以下は秋葉で入手予定。
7:Audio Metal Film Resistor(TAKMAN)
8:Audio Carbon Film Resistor(TAKMAN)

注文したTPA6120回りの抵抗
1:Thin Film PNM(Vishay/Thin Film)
2:Z201”Naked"


20100924_203449_2


つづく

2010年9月22日 (水)

Vishay Audio Resistor (VAR) Z201 Naked

NakedタイプのZ201

20100922_202137_2

PCBに実装する場所を設けたばかりに....
円高を良い事に注文してしまいました。
夢は?膨らむばかり?????..

20100922_201946_2

単車の、それも昔載っていたBMWのネーキッドはR1100R。
BMWの単車の命名は判りやすい。
頭のRはボクサー(水平対向エンジン)、Kは直列4気筒。
最後に乗ったのはR1200GS。
こいつは足付きに苦労するも跨がったとたん
前方の見晴らしの良さと
トルクフルなパワーがまるで巡洋艦に乗っているようだった。
甦ってドカのMH900レプリカはステップが後方だけのせいで
乗車位置はそんなに高く無いのに
クリップオンの前掲姿勢でえらく乗車位置が高く感じたのを思い出す。
レーサーのレプリカ故,雨天時は鳴かされた。
鉄のブレーキデスクがヌルヌルになってしまう。
その分晴天時のブレーキングはスイッチのオンーオフくらい佳く利いていた

BMの単車にいちど乗ると、虜になる訳は常用回転のトルクの太さにあると思う。
Head Phone Amp にも太いトルクと繊細なブレーキング・タッチを望みたい。
コーナリングの奥深くまで侵入し
ピンポイントのブレーキング.....その時
安心してなおかつ余裕でZ-Foil"naked"はクリアしてくれるだろうか。
楽しみ、愉しみ。

パーツの性能を最大限、生かすも、殺すも、
基本的性能をクリアしていなければ
その違いは判らないと考える。
少なくとも基板設計においてパターンは数度の試行錯誤を繰り返している。
無い力量を最大限に駆使?した。
自分自身に,乞う期待..........

閑話休題(それはさておき、と読むらしい)

あと、もう一回単車に乗れるとしたらHP2。
もう荷物を積んで遠乗りとかは、却下。
シンプルにいきたい。
こいつはある意味究極のオフ車なのだが
そいつをさりげなく街乗り、というのが夢。

儚い夢であろうか。
はかない、という字は人ベンに夢。
ひとのゆめは『はかない』

いやいや、やりたい事は実現します。
皆様、パッションです、ぱっしょん。

起業した方はひたすら走るしか無い。
起業する人は走り疲れを知らない。

MUSES02+TPA6120A+OPA627 & Z-Foil

MUSES02の周辺抵抗はチップ抵抗も実装できるようパターンを追加した。
また
MUSES02とTPA6120の帰還抵抗はZ-Foilラジアル抵抗器が実装できるようにパターンを追加した。
また各ICのデカップリングキャパシターは
独立のアース線で
電源供給元で完全一点アースにした。
グランドプレーンには共通インピーダンスが発生するような
電流は流していない。

20100921_230516

パターン設計は見直すと切りがないですね。

パーツリストを作成しながら回路図を修正したり
部品の見直しによってはパターンに変更を加える。
Z201パターン追加もパーツリストを作成中に思いついた。
自由度があまりあるのも困り者である。
しかし、可能な事であればできうる限りの事はしたい。

上記パターンの回路図は

20100921_233605

A1の周辺抵抗器は
当初は取付け用にDIP8pinのICソケットを使用予定であったが
以下の抵抗等を試すにはもう少し広いピッチが必要になるので
ICソケットは使用しないでMAC8のソケットピン(PD-7)を使用することにした。
これは基板に直づけのソケットなので高さ方向が節約できる。
という事はシグナル・パスの最短化に貢献する。
このピンの太さは0.98mmなので基板の孔径は1mmにした。
手半田では部品面まで半田はあがってこないと思われるので
部品面のレジストはφ1.7とした。


20100922_05243

蛇足
JRCのHigh end OPAの「MUSES」
nichiconのAudio用タンタルコンデンサーの「MUSE」

アナログ部に採用予定のChip Resistor。
Thin Film Resistors : Vishay PNM Series
• Non-magnetic
• Very low noise and voltage coefficient (< - 30 dB)
• Non-inductive

2010年9月17日 (金)

TPA6120 Circuit DIAGRAM

プリント基版の最終回路図です。

Tpa6120_fianal_circuit

2010年9月16日 (木)

TPA6120 PCB 再設計

当初使用予定のMUTE Relay

941h2c5d

友人から紹介してもらったリレー
接地面積はほぼ同等ながら
高さが圧倒的に違う!
14pinDIP ICとほぼ同じ容積だ。

107dip

当初のリレーは高さがあったのでHPA部の基板をスペース分切りとっていた。
リレーのスペース分余裕ができたので基板の再設計を試みた。
結果、HPA部は満足のいく配線が出来た。
基板の設計は回を重ねる毎に充実する.

TPA6120,MUSE02,OPA627のバイパスコンデンサーのグランドは
それぞれ独立した配線で電源供給元で一点アース。
各ICの電源アースによる共通インピーダンス化を極力排した。
MUSE 02への入力配線も以前と比べるとかなりスマートにでき満足している。


20100916_225325

A1部のシルク印刷でIC の外枠の「G」ランドに疑問を思われた方に...
特製のSOIC to DIPの基板を取付けるスペースです。
ちまたの変換基板はパターン幅が狭いので自分が納得いくパターン幅と
電源ピンの至近にバイパスコンを付けられるように変換基板を作ってみました。
「G」はこの基板のパスコンの為のグランドです。
S基板は裏面にもシングルIC を実装してDual OPA にします。
D基板は通常の変換基板です。

20100916_231338

閑話休題
知人が起業するという。
この時勢で大変な事と考えるが思う事はやりとげて欲しい!
陰ながら応援したい。
僕はスピン・オフとかアウト・サイダーという語彙が好きです。


2010年9月14日 (火)

基板設計

Left Side PCB

LT1763,LT1173を使用した
+/-5V電源はバッテリー部の半田面に実装。
PIC,Comparator部はベタアース。
PGA2311のデジタル及びアナロググランドはベタアースで分離。
PGA2311のアナロググランドは電源供給元に一点アース。
(アナログ部のベタアースはグランドに接続されているが電流は流さない)
それとは別にPGA2311の裏面でAGとDGを大きな面積で接続。
ライン入力のグランドはLR個別に配線。
PGA2311からアンプ部へのグランドもLR配線個別。

コンパレータ部は半田面にもベタアース。
(ミュート回路のゼロ検出が数mVの為
ベタアースでインピーダンスの低減化をはかる)

PICは面実装タイプなのであとでカーブを変更できるように
プログラム端子を増設した。

バッテリーの間の電解コンデンサーは
SILMIC II 220uF/16V
φ10x20mm
高さ方向をクリアする為にφ10.5の穴加工をし
半田面でリード線を半田付けする。

Right Side PCB

HPA部はコネクター接続の為に容易に他の基板と交換可能。
PGA2311からの信号線はグランドを含めてLR個別に
フロントアンプに配線している。
このグランドはHPA-PCBのグランドには接続していない。
信号グランドはPGA2311部で電源供給元へ1点接地する。
半田面はベタアースにしたが回路のグランドには接続していない。
画像には反映されていないが
両サイドのレジストを抜きケースに接触するようにした。
下部PCBにはPICがあるのでその影響を避けるため。

考えられる範囲で電源の低インピーダンス化と
信号線及び電源の一点アース化を施した。
残念ながらスペースの関係上左右同一長の配線は叶わなかった。
しかし
ポータブルHPAに電子ボリュームを搭載。
電源オン-オフ時のMUTE対策。
と、当初の目論みはクリアした。

部品面
1hpa_pcb

半田面
2hpa_pcb_solder

あとは基板を発注するタイミングをいつにするか
懐と相談だ?

MUSE 02 + TPA6120 HPA 回路図

PGA2311に接続するアンプ部の図面を書いてみた。
出力部はTPA6120Aを使用する。
フロントのアンプはDIPの2回路入で+/-5V動作のオペアンプであれば置き換え可能。
フロント部の抵抗は交換可能なようにソケットを使用する。
TPA6120Aの抵抗は薄膜のチップ抵抗を使用する。
厚膜ではない。
チップ抵抗はThick Film→Thin Film→Metal Foilの順に音響的に優れる。
Metal Foilの代表はVISHAYの「Z-Foil」が有名だ!
念のためにオフセット調整回路を実装できるようパターンを用意しておいた。
電流源はBBのREF200を奮発した。
またグランド・チャンネル・バッファー(OPA627)も搭載できるようにした。
ノーマルグランドとの違いを比較してみたい。

使用するコンデンサーは厳選した。
電源の大元にはPanasonic社製の
機能性高分子アルミニューム電解コンデンサー「SP-Cap」。
フロントのオペアンプ部には
Panasonic社製プラスティックフィルムコンデンサー「ECPU]。
TPA6120Aには
NichiconのMUSE F95(樹脂外装チップオーディオ用)。
瞬発力と分解能を期待したい。

参考回路図
OPA627の負電源は3ピン→4ピンの間違いです。

20100913_110357

パターン設計した図面をカットして
ケースにあてがってみた?
上の基板が今回のHPA部です。

Photo

つづく

2010年9月 8日 (水)

Measurement of MUTE circuit

ミュート回路の試作基板を作り
回路を評価してみた。
LT1175のSHDN端子付きが入手できていないので
LT1763のSHDN端子のみの評価です。
回路図で考慮した点は
1:SHDN端子にON delay Circuit
  Realy動作遅延保証 
2:OFF時に上記回路の強制放電
  Regulatorの立ち下がり改善
3:VR”0”位置にてRelay ON
ON-OFF時に必ずMUTEがかかる

Power SW ON 時のミュート動作

VRをスイッチOFF位置から回すと
VR"0"位置にてMUTE Relayがオン
遅れて+5Vが立ち上がるので
オン時のポップノイズは解決。
下のタイミングはボリュームをOFF位置から素早く12時位置まで回転させた。

Power_on_mute_action

Power SW OFF 時のミュート動作

VR"0"位置にてMUTE Relayがオン
VRをさらに回転させてスイッチOFF位置にすると
遅れ時間後にレギュレーターがオフ。
レギュレーターの出力に接続されいるキャパシター容量及び負荷電流で決まるのが
"Slope"。
MUTE Relayの"OFF Time"はC31(1000uF)で決まる。
下のタイミングはボリュームを12時位置から素早くOFF位置まで回転させた。
これでOFF時のポップノイズは解決。

Power_off_mute_action

以上は波形観測のみで
まだPGA2311を接続して音出しの確認はしていないが
多分大丈夫だと考える。

Test_pcb

ここまで検証しておくと
実機を組み上げた時にポップ・ノイズが発生しても
対処は容易になる。

リレーは5V仕様を7V前後で駆動しているが
VR"0"位置を通過するのは短時間なので問題ないと判断した。
気になる時はダイオードを追加しよう。
Low Batt.検出でPGA2311のMUTE動作を選択できるようにした。
充電用のバッテリー以外を最後まで使い切る時はジャンパーを取り去る。
注意:
PGA2311のMUTE動作は電源が供給されいる時のみ有効。
電源オンーオフ時にこのMUTE端子をLowレベルにしても
ポップノイズは回避できない。

PGA2310 Pop Noise

PGA2310のポップノイズが発生するタイミングを調べてみました。
試作基板:PGA2310+PIC(12F675)
電源:HP E3630A(設定電圧+/-15V)

電源のオンーオフはHP E3630Aのパワースイッチで行い
最もポップノイズが大きかった写真を掲載する。
デバイスによりポップノイズは異なると考えるのであくまでも一例。

マイナス電源も同じようなタイミングだったので掲載は省略する。
+15Vの電圧軸は詳細観測のため拡大してある。

電源オン時のポップノイズ

ポップノイズは電源電圧が約4.2Vに達するまで発生している。
34mSという時間は電源の立ち上がり時間に追従。

20100908_154645

電源オフ時のポップノイズ

ポップノイズは電源電圧が降下して約2.4Vで発生していた。
330mSという時間は電源の立ち下がり時間に追従。

20100908_154704


電源の立ち上がり、立ち下がり時間で
ポップノイズの時間幅が変化する事が理解できた。
また電圧軸との関連も理解する事ができた。

以上を踏まえて再考したMUTE回路です。

201098

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