ブリブリいっちゃうアンプ

昨日、久々にREVOX B225というCDプレーヤーを出してきて使ってみた。
そしたらライン出力の音は普通なのに、ヘッドホン出力の音は何故か「古くっせぇー」感じのブリブリサウンドなんだよね。思わず吹き出してしまいそうな程の。
昔、QuadEightかなんかのマイクプリを修理した時もこういう音してたんだよ。
決して綺麗な音じゃないんだけど、なんかハマるんだよねー。

どうしたらこういう音になるのかなって考えているんだけど、おそらく電源が振られてそれが信号ラインに回ってるんじゃないかなと思って。そのマイクプリ弄ってた時も、電源にRCでLPF組んであるんだけどその出力を観測してるとけっこう音声信号に振られてるんだよね。
そんなわけで今日はオペアンプで組んだヘッドホンアンプの電源ピンにプローブ当てて波形みたあとに、その出力をモニターしてみたんだけどいい感じに残った低域成分がブリブリいってて。これだ! って思いましたね。

最近のオペアンプ回路はガチガチにNFB掛かってるから出力波形が歪むなんてことは無いんだけれど、テキトーに仮想GND作って基準電位として使ってやったらブリブリサウンドが再現できるんじゃないかなあ。

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dynaudio BM12A 改造びみょーかも

さんざん引っ張っておいてすいません。
びみょーというのは労力対効果みたいな感じです。
LME49740が1日遅れで今日届いたので交換したんですけどね。
SNとしては最終的にやっぱり3dBくらいの改善なんですよ。
初段を交換したことで入力でゲインをとった場合でもノイズがあまり増加しなくなったみたいなのはなんとなくあるんですけど、基本的に高いレベルで入力するしね。

で、なにがびみょーかというと、オペアンプで改善したところ、今度はパワーアンプICのLM3886や、使っているモニターコントローラーGRACE DESIGN M904の残留ノイズが気になってくるわけです。
これ聴こえなくなるまで追い込むって相当大変なんじゃなかろうか。

ということでBM12Aの仕様としてはなんだかんだで無難なところに収まっていたのかもしれないね。

音的には、少なくとも悪くはなっていないと思う。
センターのボーカルがピシッと張りがあるように聴こえた気もしなくもない。
オリジナルと変わってしまうのは良くないかもしれないけれど、結局のところ同じモニター使ってたって設置で全然違ってくるわけだしね。

これ以上やるなら回路図も手に入れて、測定環境もカッチリして再現性を良くして(数mVとか微小レベルをナメちゃあかんね)やらないといけないけれど、回路を弄りすぎるのも嫌だしなあと。

というわけで、皆様におすすめするかどうかというと、びみょーってところにしとこうかと思います。

dynaudio BM12A SN改善改造 途中経過

前から何度か記事にしているdynaudio BM12A の無音時のノイズが気になるという件で、digikeyから初段以外のオペアンプが到着したのでいよいよ手をつけることにしました。
BM12Aのみならず、BM5AやBM6Aあたりもおそらく同じ回路(基板!?)だと思われるので参考にしてください。
残留ノイズの問題はパワードモニター全般にいえる問題だと思うんですけどね。

とりあえず現状ではオペアンプのTL084Cが1本あたり5個使われているので、バランス入力部の初段回路のみバイポーラ型であるものの高SN比のLME49740に交換し、その他のフィルタ回路の部分はOPA4134に交換することにします。こっちはSN改善よりは単についでのハイスペック化という感じで。いまどきTL081シリーズも無いよねってことで。価格はTL084Cが50円くらいなのに対し、交換するのはどちらも500円ちかくもするのです。これは製造コストの問題があったのかもしれませんね。

まずは処置前の特性をチェック
DSC_9732.jpg
いきなり交換しちゃっても良いとは思うのですが、フィルタ回路が含まれているため、これの特性が変わってしまうと好ましくありません。チャンデバ回路、クロスオーバー周波数にも興味があったので事前に測定しておくことにしました。



周波数特性(実線:ウーファー、点線:ツィーター)
BM12A_CrossOver.jpg
クロスオーバーは2KHzのようで、どちらも意外にも山が大きいのにびっくりしました。
設定スイッチはフラット状態なんですけどね。あと40Hzをピークにガクンと下が落ちていること。
フィルタの回路は不明ですが、実際にスピーカーを接続した場合の動作を考慮して設計してあるんでしょうかね。
フィルタのカーブはほぼ6dB/octって感じですね。案外緩いんだな。


ユニット間の位相差
BM12A_Fhase_WtoT.jpg
※180度基準でグラフ化したほうがわかりやすかったかも。後に測定環境の位相を確認したけれど間違っていなかったのでおそらく逆極性での結線が前提になっているんでしょう。

スピーカーのネットワーク関連は詳しくないので良くわからないのですが、このあたりにdynaudioのノウハウが込められているのかも??


ユニット間ではなく入力信号対各ユニットへの位相を描いたほうがわかりやすかったのかな。
BM12A_Fhase.jpg
赤線がウーファーで青線がツィーター。
クロスオーバーの2KHzでウーファー側の位相が73度。ツィーター側は192度だけど逆相接続なので12度ってことでいいのかな?



あと、肝心のノイズレベルはウーファー側-51.2dBuで、ツィーター側が-59.2dBuでした。

っと、このくらいの特性を記録しておいて、あとでオペアンプ交換後に再確認することにします。

それではサクサクっと作業開始。
それにしてもSOPパッケージ+鉛フリーハンダの組み合わせは慣れないと手を入れるの嫌ですね。
自信もってやらないと、怖くてやれないよ。
DSC_9724.jpg


っと、そんなこんなで何とかスピーカー2本で計8個のオペアンプを交換したところで、初段のオペアンプの入荷を待つことにします。
一応、交換前後での特性は変わりないことを確認しました。SNに関しては現時点でウーファー側、ツィーター側とも3dBほどノイズレベルが改善されています。まあノイズに関しては初段だと思うんですけどね。あとは仮想GNDが下手に作ってあったりしなければ…。

ちなみに分解していて気づいたことが2点。

・アンプ部はウーファーだけはBTLになっていた。
・実はシャーシGNDが落ちていない。(ハム系のノイズ拾ってんの、これのせい?)

あとは、抵抗負荷かけての測定中に補正で入れてた抵抗がうっかり耐圧オーバーで燃えてびっくりした!
ウーファーの帯域をスイープしてる時に突然くるんだもんww

それではまたパーツが揃ったら続きやります。

バランスライン出力toスピーカー接続トランス 記事追加

【アンプじゃないからシリーズ】バランスライン出力toスピーカー接続トランスの記事が写真だけだったのでメーカーのデータシートと当方での測定値を東栄変成器の同様モデルとの比較を含めて記事追加しました。
このサイトは自分用の記録としても活用しているので、覚えているうちにデータを整理して紙媒体を電子化したりしていかないと…

あと、マイク用トランスの周波数特性データが間違ってました!! スミマセン!!
先日のStereo誌アンプの出力を測ったときに高域30KHzでのリミットをかけたままになってました。
どうりで変成比の割には可聴外でスッキリ落ちてたわけだよなぁ。
再測定してデータ差し替えました…。

dynaudio BM12A 回路確認

残留ノイズ低減のためのオペアンプ交換についてもう少し確証が欲しかったので測定をしました。
というのも、ひょっとするとパワーアンプICが意外とノイズを出している可能性もあり、この場合オペアンプ交換だけでは十分な改善が行われない可能性があったからです。
ちなみにパワーアンプICを調べたところ、LM3886Nでした。

というわけで、パワーアンプICの入出力でのノイズレベルの差を確認します。
とはいってもパワーアンプICでのゲインがあるため、1KHzサイン波を入力してTHD+Nを比較することにしました。
入力のレベル設定は+4位置、オシレータの出力は-10dBu、歪率THD+Nはウエイティング無しの値です。

パワーアンプIC入力(LM3886の9Pin) / パワーアンプ出力(ツィーター)

信号レベル -16.13dBu / +10.31dBu
THD+N -66.1dB(0.04%) / -67.7dB(0.04%)

というわけで、パワーアンプのゲインはおよそ26dB(ひょっとすると差動入力かもしれないけれど、THD+Nはどちらも変わらず、よってパワーアンプでのノイズ増加は無いとみて良いでしょう。

ちなみに入力のレベル設定ごとにアンプ出力のノイズレベルを測定しました。

+4設定時 -70dBu
0設定時 -71dBu
-10設定時 -72dBu

というようにだいたい1dB刻みでノイズレベルの変化があるようです。
今回は無信号時の残留ノイズを極力減らしたいため、ノイズレベルの最も少ない-10位置(最低ゲイン)に設定してモニターコントローラー側の出力を大きくして使用していました。(この方がポップノイズ低減にも有効です)

そんなわけで結論としてはパワーアンプIC以前の初段回路(要するにオペアンプ)によって残留ノイズが発生していると見てよいと考えられます。
1本あたり5個のTL082Cを交換することになるのかな…。

※追記
ノイズ発生が多そうでバイポーラでも問題無さそうな初段だけLME49740にして、あとの4個はOPA4134ってとこかな。どっちも一個500円くらいするよ。高いなー。
元々ついているTL084Cが50円とかだから10倍の価格だよ。
安いモニタースピーカーじゃないけど、さすがにこのコストの差は厳しいんだろうな。

dynaudio BM12Aのオペアンプ

BM12A基板

最近使い始めたパワードモニターだけど、どうも無音時の残留ノイズが気になって仕方ない。
スタジオとか行ってもどこのモニターも結構サーって言ってるものだから、こんなもんだとは思うんだけど、いまいち納得がいかない。
入力を未接続でインプットのゲインスイッチを変えるとノイズの量も変わるので、初段のオペアンプあたりじゃなかろうか。オリジナルに手を加えるのは気が引けるけれど、2回路のDIPオペアンプとかだったらソケットつけてサクッと交換してみようとと思って分解してみると、4回路オペアンプのTL084Cが何個も入ってました。初段と、あとクロスオーバーのアクティブフィルタあたりのようです。
いちおうオーディオ用途も考慮されたオペアンプらしいけれど(1回路版:TL081、2回路版:TL082)、そこまでハイスペックでも無いのかなって雰囲気。
4回路入りのSOICパッケージなんていうと入手がちょっと面倒くさそうだけれど、初段くらい交換してみても良いかなぁ。

というわけで自分用メモを兼ねて選定を。

TL084
http://www.tij.co.jp/product/jp/tl084
Equivalent input noise voltage RS = 20 Ω f = 10 Hz to 10 kHz 4 μV

LME49740(LME49720の4回路版?)
http://www.ti.com/jp/lit/gpn/lme49740
Equivalent Input Noise Voltage fBW = 20Hz to 20kHz typ. 0.34 μVRMS

OPA1644(OPA1642の4回路版、聞いたことないな)
http://www.tij.co.jp/product/jp/opa1644
Input Voltage Noise f = 20Hz to 20kHz 4.3 mVPP

OPA4134(OPA2134の4回路版)
http://www.tij.co.jp/product/jp/opa4134
Input Noise Voltage, f = 20Hz to 20kHz 1.2 mVrms

条件揃ってないけれど、フィルタ段はさておき初段は変えても問題ないだろう。
電源は±15Vだから何でも良いだろうし。
LME49720とOPA2134あたりはたまに型番を見かけるし、悪い印象は無いので
このあたりで探してみようかな。

※追記
LME49740にしようかと思ったけどこれFETじゃなくてバイポーラかよ!
回路見てねぇけど入力んとこだから大丈夫だろう。これ交換しちまうか。
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