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いいぞLXA-OT3 とまらない

La La La ラックスマン!!

IMG_1135.jpg


改造はとりあえず先日の定数でいいかなって感じです。
20kHz近辺の減衰カーブが測定上若干気になる部分もありましたが、D級アンプが元々高域が痛いイメージがあったので(これもフィルタのピークのせいなのかもしれないけれど)このくらいがいいかなって感じです。

C58とC69を0.1μFに、それから出力に1μF+22ΩのZobel追加という形でひと段落ということにします。

コンデンサはフィルムがいいのですが、1μFのフィルムで現在入手が手頃なのが見つからないのですが、
マルツのコレでいいと思います。サイズがちょっと不明ですが…。

その他の部品も含めてリストアップしておきます。
http://www.marutsu.co.jp/shohin_132754/
http://www.marutsu.co.jp/shohin_95423/
http://www.marutsu.co.jp/shohin_1285/


なお、Zobelは基板の裏につけるのが嫌だったのでターミナルのところに付けましたが、ちょっと大変なので裏側のほうがいいかもしれません。
IMG_1137.jpg


簡単な改造なので、ぜひ試してみてください。
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CR積分型位相補正回路

D級アンプのBTL出力の場合、+と-のSPターミナルに間にCR積分型位相補正回路を設けると発振し抵抗が焼損する危険な回路に成ると思われますが、問題ないのですか?1μF+22Ωでは計算上7kHz以上からループゲインが低下するので、仮に問題がないとしても7kHzのLPFが付いている様なものです。D級アンプではこの回路はEMC対策用に用いられR27、C57からEMC対策用のfcは22MHzとなります。(EMC規格のfcは30MHz以下なのでOK)
D級アンプのメーカーとしてf特を良く見せる必用があるため、PWMの変調ノイズがまだ消えきれない50kHz付近をfcに設定します。これが、高域がキツく長時間聞くに堪えない状態の原因です。
このアンプのLPFの設計値は、インピーダンスが8Ωのスピーカーに於いて41kHzです。(f特も40kHzとなっているので合致する)ところが、fc=41kHzはC58、69の値が回路図上の0.68μFのときであって、実際には0.47μFが実装されており、fc=50kHzです。
さて、±ターミナルをCRで短絡されての改造ですが、7kHzから高域が減衰することを分ってのことでしょうか?本回路のLPFを構成するのは、C58、C69、L1、L2、L3、L4とスピーカーのインピーダンスです。私はC58、C69の0.47μFのプラコンに0.22μFのプラコンを追加して0.69μFとし、本来の設計通りのfcに近づけてこの問題を解消しました。
ちなみに、fcは1μFで34kHz、2μFで24kHzとなります。

No title

コメントありがとうございます。
D級アンプに関する設計のノウハウの蓄積を持たずに行っている部分もあるので、技術的観点での指摘は助かります。

この定数にするにあたっての経緯は過去記事をご覧ください
http://fixerhpa.blog.fc2.com/blog-category-10.html

概要としては、スピーカーのインピーダンスが高域、特に可聴外にむけて定格の8Ωより上昇することによりピークが出来る問題の補正を目的としているものです。

実際の数々のスピーカーを接続した場合の回路全体としての動作はもう少し研究の余地はありそうですが、とりあえず手持ちの環境で無難な値に収めたつもりです。

LPFのCの容量を増やすだけでは、この問題が回避できないと判断しましたが、いかがでしょうか。



LPF用Cの値

トライパスのTAA4100やTiのTPA31xxシリーズ等のチップを使ってD級アンプを数台自作しましたが、全てLPFのfcを下げることにより、高域のキツさは改善しています。(ちなみに後3台作れる分のTiのチップはストックしています)
STマイクロのTDA7491HVではPWMのOSC(発振周波数)を外付け部品で作る事になっており、周波数は250k~400kHzの範囲で調整する様になっています。
本機では、データシートと同じでR25(39kΩ)、C56(0.1μF)にて310kHzのPWM変調周波数を得ています。
PWM変調ノイズはf/nで乗り、n=10は欲しいのでfcは31kHz以下としたいところです。
このためデータシートでは27kHzを推奨していますが、参考回路では8Ω負荷で41kHzとなっています。
本機で推奨のfcにするには、C58とC69を1.5μFにすれば良いです。

ループゲイン減衰周波数7kHzのSPターミナル追加回路について、データーシートでは7kHzが歪のピークとなっていますが、歪はチップ固有のもので、外付け部品で解消することは有り得ません。

また、音質を改善する方法としてR25や特にC56を同じ値で電気特性の良いコンデンサと取替えてPWMの波形歪を低減することも考えられます。

以上が私の見解です。

No title

補足のコメントありがとうございます。

今回の私の改造としては、D級アンプの場合は抵抗負荷時の出力レベルがフラットであっても、実際にスピーカーを接続した場合にはフラット(B級アンプと同一)の電流が流れずに高域にピークが出来ることを問題視して、その改善を行うことに主眼を置いたものです。

高域に向かうにつれてインピーダンスが上昇傾向にある実際のスピーカーユニットでは通常のフィルタ構成では理想通りの動作をしませんが、この点についてはいかがでしょうか?

D級アンプ最新事情

そう来ましたか。実は私も以前にトライパスのTAA4100でアンプを作ってからその事が一番気になっていてました。
所が、TiのTPA31xxファミリーが発売されてから、LPF用インダクタが不要になりました。
EMC対策用にフェライトビーズと1000PFの積層セラコンだけ付ければ良くなりました。但し高域がちょっとキツイので0.22μFで±を短絡しています。
原理は、PWMの逆相波形を内部で作り合成してキャンセリングし、PWM電圧を出力しない様になっています。
またSTマイクロよりTiの方が歪は1/10と高性能です。
時代はインダクタフリーになっています。
私はこの企画は在庫消化の一環だとしか思っていなく、共立エレショップと抱き合わせ商売をしているのに、非常に腹立たしい思いをしています。

No title

えっと、一応記事の最初から辿るとそういう流れになっていたのですが…

やっぱりその電力ライン、しかも負荷もL成分があるような回路で万能に対応できるLCフィルタを入れるというのは難しいものです。
確かに最終的にはフィルタが要らない方向に向かうでしょうね。


今回の企画はネタが一緒で面白くないですね。
次回あたりはLuxman以外のメーカと組むくらいがいいんじゃないかと思っています。

今後の最新技術でのStereo誌の付録に期待

色々と情報交換をしていただいて感謝いたします。下記URLの方からはデータシートを良く見ていなかったので分りませんとか色々な言い訳をされ、取り巻き連中からフォローされて、私は罪人扱いとなってしまいました。

http://nw-electric.way-nifty.com/blog/2013/12/stereo-20141-lx.html

やはり雑誌編集者もコストありきで、手を上げた所を採用し、ラックスマンブランドで信用を得ている様ですね。(STマイクロの延長線の時点でアウトでしょう。たぶんラックスマンは名前を貸しただけで、プロディュースは共立電子だと思われます。)

本質を知れば、おもちゃとしてはとても面白いのですが、実用とは思っていません。エセマニアの取り巻き連中から迫害されたのは情けない話なのですが、貴殿の様にSPのアクティブなインピーダンスに本当に対応するの?と言う疑問が一番の本質だと思っています。

これからも色々な改造記事がUPされると思いますが、笑って傍観するしか無いですね。
ちなみに私の改造記事は、
http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n240492
ですので、良かったら参考にして下さい。

No title

リンク先の記事を見たのですが、周波数特性の測定や提示も無しに低域がどうのこうのって、なんだかおかしな香りがしました。

低域の件については一昨年のLXA-OT1の時に記事をまとめています。
http://fixerhpa.blog.fc2.com/blog-entry-10.html
グラフのデータが残ってなかったのですが、一箇所低い値の電解コンデンサを交換しています。(今回は今のところやっていません)

あちらの記事にはカップリングコンデンサが大きいとポップノイズが云々なんて書かれていますが、このアンプの場合はボリュームスイッチを切った状態で電源をONOFFをする前提なので、問題ないんじゃないかと思っていたのですが、どうでしたっけ。
そもそもスイッチ切らない状態で電源抜いたりすると、ノーマルだってとんでもないノイズが出ますよね。

あとはこのICはラジカセ用程度なのかみたいなことも書かれていますが、こんなチップが高級オーディオ用であるはずがなく、当たり前のことです。

文章が上手いので、ついつい矛盾点に気づかずに賛同する人もいるんだと思います。



そういえばゾベルの抵抗は1/4Wでやっちゃいましたけど、もう少し大きい値のほうが確実だったかもしれません。
LCフィルタがあるし、数値は22Ωだし、可聴外の周波数のサイン波で最大出力突っ込むようなことでもしなきゃOKだろうと判断はしたのですが。

フィルムコンデンサー

Fixerhpa様

いつも楽しく拝見しています
Lxa-ot3の高域が気になっていましたので参考になります
まったく電子関係無知なものです 
「Zobelに使用のコンデンサーはフィルムがいいのだが、、」とおしゃっていましたが、メタライズドポリエステルフィルムコンデンサーでも使用可なのでしょうか?
またC58,C69を変更せずにコンデンサーと抵抗のみではどうでしょうか?
ご教授ください

No title

コメントありがとうございます。
今回の付録では改造の話がいまいち少ないので寂しく思っていました。盛り上げていきましょう。

コンデンサの種類については、細かいことを気にしだすと色々意見はあると思いますが、ここでフィルムと書いたのは"セラミックや電解ではない"という意味です。
セラミックは容量のバラつきや圧電効果の問題もあり、信号経路には使いません。電解コンデンサも容量がキッチリしていないということで、信号ラインに入れる場合は厳密な値でなくても良い設計をします。

しかし、今回の場合はコンデンサの値がもろに遮断周波数に影響しますし、左右チャンネルでの性能の同一性が重要ですから一般的に容量の誤差が少ないといわれており、フィルタの定数として使用するフィルムと名のつくコンデンサを使うのが良いと指定しています。

よって、メタライズドポリエステルフィルムコンデンサーで大丈夫です。

なお、C58,C69については交換をしてください。
これは高域にできるピークを、より可聴外に移動する意味があります。
抵抗とコンデンサの値も、これに合わせているので同時に行わないと狙った効果になりません。

とはいえ、この定数で改造を行った場合、必ずしもお手元のスピーカーの最適値になるわけではありませんし、好みに合うとは限りません。

しかしながら、高域がうるさいことに関しては間違いなく変化が出ますから、一度交換してみて変換の傾向によって今後の処置を判断するのが良いと思います。



Zobel

fixerhpa様

早速ありがとうございました

Lax-ot1以来付録に、共立エレショップの「罠」にハマっています
フィルムコンデンサーはメタライズドポリエステルのパナソニックの250v/1uF ¥94-が一番安いのでこれにしてみます

C58/69は0.1uFにチャレンジしてみます

ところで抵抗ですが 別の日のブログに「1/4Wより大きめが、、」とおっしゃっていますが、1/2Wか1Wのほうが良いということですね

スキャンスピークのスピーカーも10cmと 5cmも自作したので、Zobel回路も試してみたくなりました

fixerhpaさんの根拠ある改造で参考になります
また謙虚なコメントにも尊敬します

No title

いろいろツッコミが入ってくるうちに、私も定数が心配になってきました。

C58,69を0.1μFにするのはまず心配は要らないです。
Zobelの部分については、改めて検討してみると、かなり難しい部分があることを改めて実感しました。

現状の定数と1/4W抵抗の組み合わせで、普通の環境で五月蝿いくらいの音量で音楽を鳴らす分には全然問題がないのですが、いかなる条件であっても抵抗が過剰な発熱をしたり焼けないようなW数にすると、10Wくらいの抵抗が必要になります。

というのは、普通の音楽信号なら高域に偏った成分が連続で出力されることは在り得ないのですが、例えば測定用の10kHzのサイン波をアンプの最大出力で出し続けることに耐えるようにすると、フィルタの部分にはかなりのエネルギーが費やされることになります。

まあ、こういった事情があるから、標準の回路では高域にピークが出来てしまうとしても、このような思い切った処置が出来ないのだなと実感しました。

色々踏まえると改造をおすすめするのもどうかという話になってしまいますが、通常鳴らす音量なら1/4Wで大丈夫なものの、サイズと相談して1W程度のものを入れとくのもアリだと思います。

さしあたり実験的に音を聴いてみるだけでも得るものはあると思います。上記を考慮しつつお試しください。

No title

うーん、やっぱ根本的にはインダクタの特性を測って吟味したほうがいいのかなあ。

ありがとうございました

fixerhpaさま

いろいろとご教授ありがとうございました

少しづつ改造して変化を楽しみたいと思います
おっしゃる通りLxa-ot1, ot-2 に比べると ot-3関係のブログはすくないですね 
fixerhpaさんの Digi-fi usb とLax-ot3 のドッキングは面白そうですね

小生も今回はケースも部品も使いまわしで、あまりお金をかけないでやるつもりです といっても音の比較用にもう一台スペアーを買ってしまいました(モノラルアンプ使用の記事が気になってしまい)
音友社の思うつぼですね(笑)
でも結構楽しんでいます 今までは購入だけでしたから、、、

今後のブログ期待しています

CR積分型位相補正回路

ゾベルって何じゃらほいと思っていましたが、CR積分型位相補正回路の用途別の別名だったのですね。知らずに勝手にTPA3130D2に付けていました。、抵抗の発熱が問題となっていますが、このアンプはBTLです。
ゾベルは+用と-用に取り付けて、Rはグランドに落としましょう。
私はそうしていますので、発熱があまり気になりません。
で、カップリング用のCが1μFでも問題ないと感じたのは本チャンのスピーカーユニットがLE8T-Hの性かも...

No title

抵抗の発熱なんですけれど、1μFだと10kHzでのインピーダンスが0Ωに近くなるので、22Ωで大きな電力が消費されることになります。
実際の音楽信号の場合は全体の音量に対して高域の占めるエネルギーがそこまで大きくないので音楽で10W出しても22Ωでそこまで大きな電力が消費されることは無いのですが、サイン波で単一の高域の信号を入れたときには、ほぼ全てのエネルギーが22Ωに加わるので発熱や抵抗が焼ける問題になるという話です。

さて、フィルターなのですがこのアンプはHot側とCold側それぞれから出てくるキャリア信号のうち、差分が音声出力となりますから、それぞれが対GNDで負荷がかかった場合に部品の誤差などで特性にばらつきが出るのはよろしくないと考えます。
負荷と同じように信号ライン間に入れるのが相応しいのではないでしょうか。

ちなみに高域ピークの件はインダクタの特性を把握して置き換えるか、直列に小さな値の抵抗を入れてやったらどうかなとか考えています。

CR積分型位相補正回路

すみません。1μFはC6、C45の事です。
C6、C45の影響をもう少し説明していただければありがたいです。
私のオーディオシステムではこの値で何も違和感はありません。

ゾベル用のCRは100pF+4.7Ωなので34MHzです。(殆どEMC対策)
ま~考え方なのですが、貴殿のブログの様にf0.1μFでcを110kHzまで上げて、終段のゾベル回路で高域のキツさを改善するのも有効な手段と思います。
しかし、このチップは無信号でも最大35mAの電流リークが有る様です。
P=RI^2ですから、22Ω負荷では最低でも27mW消費しています。
この時点で1/4Wの抵抗の許容を超えていることが分ります。

ま~考え方ですが、高域のキツさ対策として貴殿はゾベルを選択されました。私はLPFのfcを下げる事を考えました。

目的は一緒です。答えの出し方は、はそれぞれなので、お互いの好みで、TDA7491HVの改善を進めて行きましょう。

No title

C6、C45は1μFのときに全体の周波数特性で10Hzで-1.37dBだとLXA-OT1のときの記事に記録が残っています。
実際これが問題になるのは、よほど低域まで伸びたシステムの時でしょうから、気にしなくてもいいと思います。
ただ、全体の回路の定数をみたときに、ここの値だけ目立っていたので修正する案を書いたのです。

無信号時の電流リークはDCなどでなく高周波の成分でそれだけあるのでしょうか? だとしたらもう少し容量を大きくする必要がありますね。
まあ、確かにこの方法は色々とやり辛いのでメーカーの設計としてはできない手法だと思います。だからこそユーザーサイドの改造として実験する価値があると考えています。

ところでLPFの後にある対GNDのコンデンサC63,64が意外と影響してそうな気がするこのごろ…

No title

間違っていたならゴメンナサイ。
>C63,64が意外と影響してそうな気がするこのごろ…
EMCのコモンモード対策でしょうね。

No title

コメントありがとうございます。

確かにそうだと思います。
意外と値が大きいくセラミックなので、気になります。
できればフィルムにしておきたいような…

No title

 先週の土曜日にマルツで1μFのフィルム2個を購入して、
日曜日にLXA-OT1の出力側の改造を実施。
C58とC69を0.1μFに交換。1μFと22ΩでのZobelを
SP端子にSPケーブルと一緒に挟み込んで試聴を開始しました。

 最初に驚いたのは人の声がリアルに成ったことです。
望んでいた高域のきつさが緩和されたことより、
人の声の変化の方が感動しました。
人の声の主帯域は300~3000Hzと記憶していますが、
7000Hz以上の対策なのにと思いました。
効果の要因はλ/2,λ/3,λ/4~への影響なのでしょうか?

 次はLXA-OT3の出力側の改造を予定していますが、
C63,64,C68,67の交換やL1~L4の交換も行うか等を
楽しく悩んでいます。

No title

1μFと22Ωの組み合わせ、聴きやすくていい音しますよね。
一度は試してみる価値があったと思います。
22Ωの耐圧だけ気をつけて使ってみてください。

No title

 fixer 様
いつもご指導、ありがとうございます。

> 22Ωの耐圧だけ気をつけて使ってみてください。
22Ωは手持ちの1/2Wカーボン抵抗ですが、2~3時間聴いた時に手でつまんで
発熱を確認していますが、熱いと感じたことはありません。
SPは8Ω低能率の80dBで1~2mで聴いていますので、
ある程度のパワーは出ていると思います。
季節により気温が上がってきた時の状態も確認すべきと思いますので、
熱いと感じた時は報告させていただきます。

私は使用する抵抗のディレイはぺるけ師が言っている4倍としていますが、
この抵抗に必要なワット数を求めるための実電力値が私にはわからないので
夏場を過ぎるまでは注意して発熱の確認を続けます。

No title

耐圧の設計がこの方法の難しいところであり、実用に関してネックになっている部分です。

おそらく、普通に音楽を鳴らしている分には1/4Wもあれば十分に事足りて、発熱を感じることもないでしょう。

しかし、アンプにいかなる信号が入力されても抵抗が耐圧オーバーになって焼けたりしないことを考えると10Wクラスの抵抗が必要となります。

いま思いついたのは、

例えばこんな感じのポリスイッチ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01352/
を直列に入れることにより、通常の音楽信号を超えた高域成分が入力された場合にフィルタの機能をカットすることで対応ができるのではないかと考えています。

No title

 fixer様、おはようございます。
これはお宝ゲットかも。
不慮の事象が発生しても100mAでZobelを遮断して発熱を防止。
事象の回避で自己復帰。
片ch30円で不慮の事象に対する安全を手に入れられますね。

ポリスイッチの自己インピーダンスや遮断に対する周波数特性が
気になって検索してみましたが、データを発見できませんでした。
プロフィール

fixer

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