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2013年7月

2013年7月30日 (火)

USBコネクターからの電源供給(2)

完成したTPS7A4700内蔵USBコネクター。

DCジャックに+6V 2Aスイッチングレギュレーターを接続します。

トランス式の電源を使用するときは5.5Vのプリレギュレータを使用すると

今回の放熱器でのTPS7A4700は1A近く流せると思います。

20130730_101713

USBコネクター部の露出した放熱器。

この放熱器で連続500mAを通電したときの放熱器温度は48.5度でした。

放熱器は千石さんの本店2Fで売っていました。

20130730_101623

負荷電流を1Aまで流したときの出力電圧の変動です。

20130730_101429

負荷電流を500mA流した状態でのノイズ波形です。

測定に使用した60dbアンプはこちらを使用しました。

20130730_101438

Aitendoさんで見つけたUSB-Aコネクター。

このコネクターがなければ今回のアイディアは生まれなかったです。

20130730_103602_2

前回の案1は電源部をケーブルの途中を裂いて分岐させましたがこのコネクターから分岐させる方が製作が容易になりそうです。

このくらいスペースがあるとコモンモード・チョークとかも組み込めますし、電源ラインへのフェライトビーズ、大容量MLCC とかも組み込めそうです。

お気に入りの外部USB給電のオリジナル・ケーブルを作ってください。

おわり

2013年7月27日 (土)

USBコネクターからの電源供給(1)

USB DAC を使用するときに外部からクリーンな電源をDACに供給したいときに使います。

第一案はDACに接続するUSB-Bのコネクターから供給します。
麻紐部を収縮チューブで覆うと奇麗に仕上がると思います。
DACの至近距離から供給できるのでケーブルロスによる電圧降下を最小限に出来ます。
ケーブルは既存のケーブルです。写真位置で途中を裂いて電源部をを分岐させました。

20130727_32053

第二案はPCサイドのUSB-AコネクターにTPS7A4700を組み込んでしまおうというものです。

3種類作ったTPS7A4700 の「ちっちゃい版」がハウジングにドンピシャ収まります。

写真は後日載せます。

20130727_32108

TPS7A4700+放熱器でどのくらい迄電流を許容できるかを実験してみますね。

 つづく

2013年7月26日 (金)

THA1200 Instrumentation Amp

昨年試作したTHAT1200を使用したInstrumentation Amp(G=1)のCMRR測定結果です。

赤色はTHAT1200単体のCMRR値です。

黄色は入力に100mのツイストペア線を接続したときのCMRR値で

            ツイスト間及びシールド間の容量のアンバランス等でCMRRが劣化しています。

水色はアンプの入力に中和回路(CRのバランス回路)を挿入して調整した結果で

THAT1200 の入力アンバランスも補正でき

********100KHzで-95.2dbのCMRR値に改善されました***********

この回路の入力にはX2Y EMI FilterとICのCMRRを補う為にCommon Mode Transも実装されています。

「Balanced I/V Convertor(0PA1632)」紹介したCMRRのグラフはこのアンプの物でした。

I/VコンバーターにもCommon Mode Transを載せるとCMRRは改善されると考えますが

音声を扱う信号経路はシンプルが佳いと考え採用しませんでした

20130726_15819

2013年7月23日 (火)

Balanced I/V Convertor(OPA1632+THAT1200)完成しました。

回路図です。

当初の図面と異なる点は実験の結果X2Yの容量を1000pFに変更しました。
予想外にDCオフセット電圧が少なかったのと高周波領域のCMRR特性が良好でAMANEROのMCLKに相当する周波数をコモンモードとして印可しても
出力のオフセット電圧の変化が1mV以下でしたので省略しました。
20130723_232023
上記回路のCMRR特性です、佳い性能だと思います。
カタログ値のCMRR:typ.90db at 60Hz
            typ.85db at 20KHz
測定器:PANASONIC VP-7731A Audio Analyzer
Img_0083
周波数特性:100KHz以上迄フラットです。縦軸の一目盛りは0.2dbです。
測定器:PANASONIC VP-7731A Audio Analyzer
Img_0086_2
歪率は1KHzで0.0003%でした。
カタログ値:typ.0.0005% THD
測定器:UA-1S(Nippon Audio)
**********************************
下記写真の右上が今回制作したI/V Convertorと専用電源でTPS7A4700で+/-12Vを供給しています。
蛇足ながら
I/V Convertor用電源のTPS7A4700からは電源供給及びセンス回路のためにUSBケーブルを使用しています。
規格品のHigh Speed2.0のUSB Cableの線材構成は以下のとおりです。
28AWG/2C + 20AWG/2C with Shield(型番:AWM 2725)
USB Cableの特性を生かして今回のように電源供給+センス回路に使えたり
マルチメーターで抵抗の4端子測定時のリード線としても使用しています。
僕はバルク品の100m巻を購入しました。
20130723_232904
TKS-50のSoundは勿論文句はないのですがいかんせん入手難と高価格の二重苦です。
今回の回路はトランス結合(TKS-50)と同等以上の音質でした!
こんなのを聴いてしまうと目がさえてまたまた夜更かししそうです。
CDクオリティー音源も蘇ります。
20130723_231746
蛇足ながらI/V Convertorに使用したTPA7A4700電源基板です。
入出力にX2Yを......実装しています。
またこの基板でレファレンス電圧のフイルター用コンデンサーに気づかれた方はいますでしょうか。
薄膜高分子積層コンデンサ(PMLCAP)1μF25Vとパナソニック(ECH-U1H102GX5)1000pF50VのFilm Capを並列使用しています。
TIの評価ボードにはX5R 0603 1uF/50Vが使用されています。
X5Rは小型で容量を大きくできますが温度、振動、電圧に関しての容量変化が存在します。
この基準電圧のフイルターは容量を大きくすると(例えばMuse10〜100uFタンタル)電源投入時の立ち上がり時間は長くなりますが、より外乱に強くなると同時に出力ノイズの軽減に貢献します。
20130724_22848
通常のシリーズ・パス・レギュレーターは基準電圧が一定で出力電圧を分圧してフィードバックし基準電圧と付き合わせて制御しますがTPS4700は基準電圧を増減して出力はボルテージフォロアです。
ということは
基準電圧=出力電圧という事になります。
ここで基準電圧のフィルターに使用するキャパシターに注意が必要になります。
積層セラミックコンデンサーは印可電圧や周囲温度によって容量変化を生じます。
下記グラフの引用元はこちらです。
結論としてTPA7A4700の基準電圧用フイルターとしては良質なフイルム系やタンタルが望ましいと考えます。
20130724_15133
シリーズ・パス・レギュレーターはトラッドな技術ながら私的にはまだまだ奥が深いと感じています。
僕の記事はいつも断片的で読みづらいとは思いますがご寛容のほどを.............
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深夜に聴くFourPlayの[X]、曲名がTurnabout,サンダーボルトと読み違えた。

もう寝なければと思いつつも,蘇ったCDクォリティーはFourplayの心地よいサウンドのほうが勝っている。
今宵は流れに任せよう。
独りI/V Convertor完成式典だ、さてさてもう一杯いこうかな。

Straight No Chaser!Please.

教訓:心地佳いサウンドは睡魔をも忘れさせてくれる!

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2013年7月19日 (金)

Balanced I/V Convertor(OPA1632+THAT1200)

回路図

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上記回路をユニバーサル基板で製作中。
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2013年7月18日 (木)

Balanced I/V Convertor(OPA1632)

PCM1798 NOS DACのI/V Convertorを完全差動入出力のOPA1632で組む予定です。

差動出力はヘッドホンを直接駆動できる電流容量があるのでこれも楽しみ。
シングルエンドに変換するときはTHAT1200を使う予定です。
THAT1200はユニークなトポロジーのバランスーアンバランス変換用ICです。

InGenius® High-CMRR Balanced Line Receiver ICs

• Extremely high common-mode input impedance
• Maintains Common Mode Rejection (CMR) under real-world conditions
• Transformer-like performance in an IC
• High CMRR:
— typ. 90 dB at 60 Hz
— typ. 85dB @ 20 kHz
• Excellent audio performance
— Wide bandwidth: > 22 MHz
— High slew rate: 12 V/us
— Low distortion: 0.0005 % THD
— Low noise: -107 dBu
• Three gain versions: 0 dB, -3 dB, & -6 dB

Common mode Rejectionの特性が特に優れています。この事からメーカーはTransformer-like performance in an ICと呼んでいます。

カタログから特性表を引用します。

この表はラインインピーダンスのアンバランスによるCMRRの劣化を示しますが

THAT1200はフラットです。

詳細はUS Patent Number:5,568,561

DIFFERENTIALLINERECEIVERWITH COMMON-MODE AC BOOTSTRAPPING

20130718_25204

製作予定の回路図案です。

20130718_21526
THA1200の入力に挿入されているフイルターはRFI対策です。
以前試験したときのデータを参考迄に。
赤が対策無しでRFIの影響を受けて出力のオフセット電圧が上昇します(右目盛)。
対策を施すと青色のようになりRFIの影響は右下のように大変に少なくなっています。
差動ローパスフィルターはデスクリートのRCで組むよりX2YコンデンサーがRF信号の平衡を保てるのでより効果的です。
20130718_24201
もう少し詳しく知りたい方は「inamp.pdf」をダウンロード

2013年7月12日 (金)

HiRes Download - test bench

The Nordic Sound

の「2L」から無料のハイレゾ音源をダウンロードしPCM5122(32bit/384KHz)DACで聴いています。
24bit/352.8KHzは9分の演奏で1GBの容量ですが10分程でダウンロ−ドできました。
352.8KHzの音源はスケール感が違います。
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2013年7月10日 (水)

PCM1798 NOS DAC 4Para HDMI接続

PCM1798 4パラ NOS DACとAmaneroCombo384をHDMIケーブルによるDifferential TxとRxを接続しました。
NOS DACのラストワンマイルには200MHzクロックによるReClockerを入れました。
HDMIケーブルは写真では2mですが5mの長さに変えても問題無くI2S信号を伝送してくれています。

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2013年7月 9日 (火)

PCM1798 NOS DAC 4Para + TKS-50

PCM1798基板をもう一枚製作してスタックし、4パラ接続にしてみました。
PCM1798とPCM1794の違いはPCM1798が出力電流が小さいのと内蔵LPFの特性が違います。
今回はNOS modeですから内部LPFは使いませんので違いは出力電流のみになります。
PCM1798ー2パラから4パラにすると、出てくる音はよりダイナミックなサウンドになりました。
なおかつ差動出力をTKS-50でバランスで受けて昇圧(600Ω Balance to 10KΩ Single)したら、なんと、どうした事でしょう!
空気感溢れる歯切れの良い重低音が出てくるではありませんか!
NOS DACはパラ段数に比例してダイナミックな音を奏でくれる事を確信しと同時にライントランス使用の威力を初めて知りました。
現状のユニバーサル基板での製作は、これ以上は大変なのでスタックは4パラ止まりにしておきます。
これはいずれ基板を起こして10パラ程度にしたいと思い始めました。
ちなみに
TKS-50は受注生産品で一個でゼンハイザー650が買えてしまいます。
たまたま十数年前に買い求めたストック品です。
10パラが実現したときにはトランス・レスでのバランス受けも試してみたいと考えています。
なお、I/V変換用抵抗でも音場の雰囲気が変わりました。
短いテスト時間での結果ですがSUSUMUの角形抵抗がRIKEN,DALEより私的には好みの音場を再現してくれました。

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NOS DACの試作はこれにて終了です。

2013年7月 5日 (金)

太陽を捕まえる魔法の瓶

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昨夕、秋葉原を散策したおり、ドスパラの出口にアウトレットコーナーがあった。
何気に見渡していると随分と前にMake Magazineに載ってた奴がありました。
値段は@150円、思わず陳列してあった4個をゲット。
さすがに電池は放電が激しく交換しました。
写真では中央が明るいですが実際は均一で中々良い雰囲気です。
20130705_23543

2013年7月 4日 (木)

PCM1798 NOS DAC

配線ミス等のケアレスミス多発で手間取りましたがようやくPCM1798並列接続NOS DACの音出しが出来ました。

I/V用の抵抗値は50Ωで取り敢えず試聴しました。
出力レベルは低めです。
数時間のエージングながら音の変化が見受けられます。
DAC内部フィルター・バイパス、I/V変換 OP Ampレスの音はとてもリアルです。
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ここのところハイレゾの音源に慣れた耳は研ぎすまされています。
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オーケストラをバックのBillie Holiday の Lady In Satin (HDTracks 24 176,4) FLACを聴きながら感じるのは
ボーカルの分解能がよりリアルになったように聴こえます。
またLee Morganの 「The Side Winder」(HDTracks24 192)FlLACはペットのアタックが素晴らしい。
Cat Stevens のボーカルとギターも生々しい。
ジャンルを問わず佳い音を聴くと心も体も弾みます。
NOS DAC はLPFレスなのでサンプリング周波数を最大(384KHz)に設定しています。
そうする事によりDACの折り返しノイズは192KHz以上からになりますのでLPFレスでも問題無いと考えています。
20130704_205416
電源はロジック電源、アナログ電源ともに左右独立供給で
電流容量は潤沢すぎる程余裕のある電源供給です。
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しばらくこのまま聴いて
I/V をトランス出力にしたらどうだろうかとも考えています。
また
DAC の差動出力はそのままバランス入出力のヘッドフォンアンプへ.....
愉しみはまだまだ広がりそうです。
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今回PCM1798 NOS DACを制作するにあたり下記を参考にさせていただきました。
疑問点の「1/4fs or 1/8fs」はここでも悩んでおられたようで
BCLKをSCKに接続したら結果オーライという事です。

2013年7月 2日 (火)

LT4320(Ideal Diode Bridge Controller)

整流用ブリッジ・ダイオードをMOS FETに置き換えるというとてもユニークなICがありました。

整流用のダイオードとしてドロップ電圧の軽減とスピード・アップの為によくショットキーダイオードを使います。
LT4320はMOS FETをダイオードの代わりに使用します。
MOS FETのDrain-Source間の抵抗値が少ない事を利用しています。
最近のMOS FETはVdsの耐圧が数十ボルト以下の場合は
容易に10mΩ以下のON抵抗値を探し出す事が出来ます。
回路図です。
MOS FETのゲート電圧を確保する都合上ブリッジの出力電圧は9V以上必要です。
20130702_225046
通常のダイオードのロス電圧おおよそ0.7VですがON抵抗の小さいMOS FETだと10mV以下です。
パワーアンプの整流回路等に威力を発揮できます。
この整流回路で音だしするとどうなるかという事に興味が湧きます。
MOS FETにIRFSL3607というオン抵抗が9mΩ のFETで実験してみました。
使用したLT4320は3mm角のDFNパッケージです。
0.5mm Pitch- DIP変換基板を使用しています。
ダイオードのドロップ電圧を無視できますの電源トランスの2次出力を効率よく利用できる事を確認しました。
20130702_232315
実はこの整流回路を製作中にNOS DACにと目論んでいました。
デスクリートで4セット組むのが億劫になり今回は中止しましたが
機会があれば
表面実装のMOS FETを使用して基板化したいと考えています。
詳しくは基板化したときに再度レポートしたいと思います。
ちなみにこのICの評価基板は4層基板でした。
多分に放熱をも考慮していると思われます。

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