LME49600ヘッドホンアンプ発振

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ヘッドホン用のトランスなんかを測定する時に、iPodなどのように送り出しインピーダンスがほぼ0Ωの理想ヘッドホンアンプが必要ということで、Mi-Takeさんところのキットを元に改造したものを使っているのですが、先日測定をしている時に異常動作+異常発熱をしたので一体何が起こったのかと調べたところ、ヘッドホン未接続でケーブルがぶら下がっている状態の時に80MHzの高周波で発振していることがわかりました。

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※忘れてたけど40MHzのオシロだった。実際はけっこうなレベルで出てるんだろうな。


オペアンプの出力をケーブルで延長した場合、ケーブルの容量成分によってオペアンプが発振してしまうことはよくあることで、通常は出力に直列に100Ω程度の抵抗を挟んだりして回避します。
しかし、ヘッドホンアンプの場合は出力インピーダンスを低くしたいので、ここに抵抗は入れられません。
発振対策としてはボルテージフォロアに近い回路を避けてゲインを取って、帰還にコンデンサを抱かせて高周波域のゲインを下げるとか、他にもいくつか方法があるようですが、出力になるべくパーツを挟みたくないことと、大幅な回路の改修は大変なので色々考えた結果、思いついたのがフェライトビーズを入れる方法です。
80MHzというと可聴域に対してかなり高い周波数ですから、可聴域からみればほぼ電線にしか見えない小さいLでも効果があるんじゃないかと考えた次第です。

個人レベルの、しかもオーディオ帯域の工作でまさかフェライトビーズを使う機会なんて無く、手持ちも無いと思ってたところ、幸いにもLXU-OT2から外したフェライトビーズが大量にあったので、試しにこれを挟んでみたところ、バッチリと発振を回避することができました。

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その後、不要になったCD-ROMドライブの電源ラインにチップのフェライトビーズがあったので、基板パターンを削って入れることにしました。

IMG_0944001.jpg

これでひとまずOKとして、様子をみてみることにします。


せっかくなので特性をチェックしてみました。


周波数特性
mitake_freq.jpg
可聴域ではすばらしいフラットです。ノーマル状態では10Hzでわずかにレベルが落ちていたので、DCサーボ部分のフィルタのコンデンサ、チャンネルあたり2箇所を0.1μFから2.2μFに交換しています。


歪率 THD+N 1V 帯域80kHz 緑32Ω負荷 黄色開放
mitake_THDN_1V_80k.jpg
歪率に関しては波形歪よりは残留ノイズの影響を受けていることが伺えます。
これについては過去の記事を参考にしてください。



今度のアナライザはノイズ成分を除去して高調波成分だけを拾い出すことができますので、THDだけも見てみました。
mitake_THD_1V.jpg



やはりTHD+Nの値の多くは雑音成分が占めていることがわかります。
ちなみにスペアナではこんな感じでした。
mitake_fft.jpg

変なツノとか出てないので通常の残留ノイズということでこれ以上は仕方ないでしょうか。




最後に1kHzで信号レベル対歪率をチェックしてみました。
mitake_THD_V.jpg

負荷をかけても良好なのはやはり1Vくらいまででしょうか。
理想ヘッドホンアンプとしては十分すぎる性能だと思いますが、もう少し大振幅を扱える計測用アンプも欲しいなといったところです。
なんかいい方法はないでしょうか。
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UPVの出力インピダンス低くないですか?12Vまで出ませんか?

No title

出力インピーダンス10Ωなんですが、もっと低くしたい場合があるのと、あと開放で20Vまで出せるんですが、

The output amplifier, attenuator and all internal resistors are short-circuit-proof. The peak
value of the current is limited to about 200 mA. For a maximum average value of 20
V (symmetric mode) and 10 V (asymmetric mode), the maximum power dissipation in
the load resistor (for short circuit in the internal resistor) is 2.8 W or 1.4 W.

という制限があるので、なにかと引っかかってしまうことがあるんですよ。

No title

出力インピーダンス10Ω時に20V出すなら負荷は40Ω以上にしないとアカンって感じですかね。

ノイマンのW444STAの出力トランスがオペアンプ直駆動なので、これをアナライザの出力に直に繋いで測ろうとしたら低周波域で保護働いちゃいました。まあDCに近い領域になると短絡に近いですから40Ωを下回っちゃうんでしょうね。それでコア飽和させるには10V以上掛けたいですし。

APの時は出力40Ωだったから、それで測ってたと思えば出力に30Ω足せばまだ余裕が出るか。

そういった感じなのですね。

トランス焼けそうですね。

No title

ああ。たしかに今度はトランス焼けるのも考えなきゃいけない領域になりますね。

なんだろこのノイマンのトランス、オペアンプ出力に繋がっている一次側の巻線が妙に少ないみたいで。
気づくとスイープ止まっていて、どこで止まったかわからないんですが、5Vで20Hzにいくまでにオーバーロードになっちゃうんですよ。
10Vくらいまでは普通に印加されてるだろうくらいに思ってましたが、いま一度情報を整理したほうがよさそうで。

No title

ノイマントランス、ライン出力に10kΩぶらさげて一次側からみると1kHzだと1.4kΩくらいに見えるのに、20Hzだと200Ωくらい。
多分珪素鋼板コアなんだけど、これを誤魔化すために低インピーダンス駆動してるのかな。しかも昇圧ぽいから、パワーアンプで駆動してるようなもの?

周波数を固定して電圧を可変したらリミットポイントがわかりますね。

No title

測定器自体も色々とチェックしてボーダーラインを頭に入れとかないとダメですね。
APに慣れていたせいか、なんか若干狭く感じてます。
出力インピーダンスが10Ωだから、ってのもあるんでしょうけどね。

No title

そうか、飽和した時に極端に電流が流れる動作になるのかな?
それを低インピーダンス駆動したことがなかったから、今回問題になったってことだろうか。

特になにという訳ではありませんが歪みの多い測定は測定器側からみて、なかなか難しいものかも知れないです。

No title

ええ。なにしろ非線形な食い方しますからね。

UPVは近くOSが変わるので放出されているのでしょうかね?

私もそのうちに購入できるかもしれないです。

No title

ああー。ひょっとして終息ですかね!?
OSがWin XP なので、ちょっと気にはなりましたが
embeddedだし、まあ良いかなって思いました。

ハードの交換が必要でなければソフトなら入れればいいですが
モデルチェンジ伴うとまずいですね。販売終了とともにサポート
打ち切りらしいですし。

使い勝手を考えると正直あまりお勧めはできないのですが、
安かったら買いだと思います。
ソフトウェア周りはバックアップとったり念をいれましたが、
知っている人が持っていれば安心ですね。
どうですか、買いますか!?

No title

UPVはまだ手が出ないですね、60-70くらいしています。

なんか新品も値引きしていますね、20-25%とか。

P1DD用のUSBポート変換はまだお持ちですか?

譲っていただけませんでしょうか?

No title

UPV、ヤフオクにも出てますけど、ebayに出してるのと同じ業者じゃないでしょうか。低歪オシレータオプション入ってるのに惹かれますけどね。
まあ、まともに動作保証があるのなら最低でもこのくらいの値段はするでしょうね…。

測定器の値段、どこも隠したがりますよね。あって無いようなものじゃないでしょうかw


P1DDのアダプタどころか本体自体まだ手放してないです。
どうするかまだ決めてないんですが、本体だけ手放す形になりそうならいいですよ。
組んだほうが早そうな気もしますけど…

No title

そうですね同じ会社ですね。

デジタルIFは付いていないのですね。

昔からオプションですが低歪そんなに難しい物なのでしょうか?

チップは入手してあるので作ってみますか。

No title

せっかくのこのスペックでデジタルI/F無いと不便ですよね。

オシレータ、アナライザ共に内部では48kHz、96kHz、192kHzのPCMで処理しているらしいです。
低歪オプションだとアナログでやってるのかもしれません。P1DDもアナログドメインだから性能良いんですよ。

でもデジタル処理の場合はTHDで高調波だけ拾えるのと、演算での帯域制限が自在にできるので、それで補えるってとこでしょうか。
標準のオシレータの歪率も決して悪くはないのですが、帯域制限と併用が前提って感じです。


チップがあるならなおさら組んだほうが早いですよ。写真撮っときました。

それでももし必要なら、連絡先でもメールしといていただければ決まった段階で連絡さしあげますよ。

http://blog-imgs-62.fc2.com/f/i/x/fixerhpa/IMG_0959001.jpg
http://blog-imgs-62.fc2.com/f/i/x/fixerhpa/IMG_0958001.jpg
http://blog-imgs-62.fc2.com/f/i/x/fixerhpa/IMG_0957001.jpg
http://blog-imgs-62.fc2.com/f/i/x/fixerhpa/IMG_0956001.jpg
http://blog-imgs-62.fc2.com/f/i/x/fixerhpa/IMG_0960001.jpg

写真ありがとうございます。

コネクター付け前まで出来ました。

CN2はコネクターのピン番号であっていますか?15以降は使わないですね。

No title

いやあそれが忘れてしまって全く覚えていないんです。
多分そうだと思いますが、なんとなく写真と照合してみていただけますか?

パラレルポートの規格を確認しました。

合っていました。

コネクターが来るまで保留です。

No title

あとは完成に合わせてPrintCaptureの評価版のダウンロードですね。
また報告おまちしています。

No title

http://www.marutsu.co.jp/shohin_68020/

中継ケーブルはこれで問題ない?

No title

D-sub25pinのオス-オスでやりました。
ストレート全結線ならOKでしょう。
私が買ったのは多分これです。
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=7AF2-DEFB

No title

詳しく教えていただきましてありがとう御座います。

追々本体の設定など質問があるかも知れません。

今日 25P 量販店には置いてないですねww 二つ切って使おうかと思いましたがなくて、ネットで注文しました。

No title

さすがにもう25P使う機器が無いですからね。
千石だったら送料入れても1000円以下、早ければ翌日着きますから文句ないですよ。

変換器は出来ました。

ドライバーは秋月からですか?

後ソフトは海外サイトでしょうか?

No title

ドライバーよく覚えてないんですが、デバイスの型番で探せば出てくるんじゃないでしょうか。
ソフトはPrintcaptureのサイトからです。

変換器の内部設定は変えていないですね?

No title

設定ってなんかありましたっけ?

printキャプチャーは動いていますがApのprintを押しても何も起こりません。データの吸出し方を教えてください。

No title

COMポートは正しく認識されていますか?
ハイパーターミナルとかで生データ見れると思うのですが
信号は出てきてそうでしょうか?

No title

ハイパーターミナルで観てもCOM認識していないですね。

No title

COM認識してなければ、まずは変換アダプタが認識できるようにしないとダメですね。

No title

コムポート設定出来ました。

WRの信号が来ないですね。

C1815の動作は問題ない様子です。

パラレルコネクターを外すと読み込み始めます。



No title

コネクタ外すとってどういうことでしょう。
実機が手元にないのですが、確かPRINTボタンを押すとAPの画面が反転して、PCと通信が開始されれば反転が戻るはずです。
反転が戻らなければ通信できていないんでしょう。

シリアルポートの設定、一応書き出しときます。

printcaptureの設定で
port COM○○
Baud Rate 9600
Word Size 8
Parity NONE
Stopbits 1
Handshake RTS/CTS
Automatic
Timeout in secs 5.0

No title

分かりました、回路図のコネクター側アース繋がっていませんね?。

あと私がつかったTr,hfeが低くて不安定でした。

R&Sでは動いてApでは動かなかったのではまりました。

いろいろありがとうございます。

No title

回路図GNDってどこです???
とりあえず動いたようなら良かったですが

No title

ありがとうございました。

アナライザからD-SUBの後半Pinに来ているGNDです。

14はGNDではないです。

No title

あらほんとですね。うちのは25pinがちゃっかりGNDにつないでありました…。

ともあれ完成おめでとうございます。

No title

データシートにらめっこからネット情報検索いい頭の体操になりました。

ありがとうございます\(^o^)/
プロフィール

fixer

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http://fixerhpa.web.fc2.com/
Twitter @fixerhpa
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