nabeの雑記帳

問題の詳細

この記事で5月から掲載している電池２本版の回路ですが、SBDの種類によって音が変わるという報告を受けて色々検証してみたところ、SBDによっては発振することがある問題が見つかりました。

• 日本インターの11EQS03Lをつけると発振する。
• トランジスタ（2SA1015/2SC1815）のランクがYよりGRのほうが発振しやすい。
• オペアンプによって発振しやすくなる。

SBDがオフの時、数百pF程度のコンデンサとして動作するため回路の位相特性が複雑になり発振しやすくなっているようです*1。以前よりSBDの例としてあげていた1S3や1S4は比較的問題がありませんでした。

改良した回路

Zobelの抵抗R7/R8を3.3Ωに引き下げました（以前は10Ω）。日本インターのSBDを使う場合は2.2Ωにしてください。

低電圧版（SBDの付いた方回路）を作られた方はSBDの種類に関わらず3.3Ωか2.2Ωに変更することを強く推奨します。この方が安定度が増すのため音質も有利なはずです。

この変更後、SBDによる音の差はあまり分からなくなりました。

耐容量性負荷

LME49721、トランジスタは2SC1815/2SA1015GRランクにてテスト。

• 10000pF(103)より大きな容量ではテストしていません。
• 矩形波応答などは確認していません。

このPCM2702 USB-DACをさらに高音質化すべく各種の検証をしたのでまとめておきます。元々相当音が良かったのですが、この改良により「10万円CDプレイヤーでも何でももってこい」という気分になりました。PCM2702 DACを作られた人はぜひ挑戦してみてください。

• U4の変更
• U4電源対策
  • 追記
• PLL安定化対策
• C31, C32の変更
• 出力ホワイトノイズ
• クロック
• その他

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• はじめに
• 原因を考える
• 修理
• 失敗談
• Victorの対応について

はじめに

現役で活躍中のVictorのビデオデッキHR-X5。このビデオデッキ、ヘッドを破壊して２万円で部品を取り寄せたり結構散々な目にあっているのですが、夏場気温が高くなると画面がまともに映らない不具合がありました。これさえなければ、画質はむちゃくちゃ綺麗でよかったのですが……。

電解コンデンサを交換してOS-CON大量投入しても直らず、ほとほと困っていました。夏を前に、今年こそ本気で直そうと思い立ちました。

原因を考える

気温があがるとまともに動かないということから、ICの故障だと思っていました。基本的に電解コンデンサは「気温が高くなるほうが性能が良くなる」からです。

しかし、蓋を開けると見る見る直る症状からして、内部が相当に高温（60～80度）なっているのではないかと考えました。よくよく考えると温度特性の悪い積層セラミックコンデンサは温度があがると急激に容量が下がります。特に、この時代（1996年）のチップ積層セラミックは温度特性が良いとは思えません。

問題は蓋を開けてしまうとすぐに症状が直ってしまうことで、原因の特定が非常に難しい。そこで、ドライヤーで熱風を送り、どこの場所の温度が症状と関連しているのか調べたところ、ヘッド後部のプリアンプユニット（変調ユニット？）の中央付近を熱するとこの症状が現れることが分かりました。

修理

プリアンプユニットを外しドライヤーを当てた場所から電解コンと並列になっている電源ラインを外して考えると、めぼしい積層コンデンサが２つみつかりました。C8/C9です。

外してみたところ22～47pF程度だったようなので、47pFを取り付けました。ドライヤーを当てたみたところ症状が起こりません。どうやら修理成功のようです。

両方同時に外してしまったため確認はできていませんが、その後色々試した範囲ではC9が原因だったようです。再発したので、違う場所みたいです。

失敗談

このユニットを戻すときに、ネジを１つ筐体内に落としてしまいました。これが運の尽き（汗）

振っても何しても出てきません。ネジ紛失ぐらい構わないのですが、ネジでショートすると折角直ったものに致命傷を与えてしまいます。仕方がないので、ばらばらに分解。その結果、

• フラットケーブル破損
• テープ走行不良

致命傷に近い状況。その後も１ヶ所直すごとに別のところが壊れて散々でした。

• 再生途中で止まり電源off → テープ右側の巻き取り下部のロータリーエンコーダーが正しく認識できていないか、そもそも巻き取りができてない。
• 巻き戻し中で止まり電源off → テープ右側の下部のロータリーエンコーダが正しく検出してない。基板が反っていたため、基板裏側からクッションをつめてエンコーダの高さを調整。
• Hi-Fi音声を再生できるのに録音できない → ヘッドの汚れ。修理中に相当汚したらしく、クリーニングテープでは直らずアルコール系の洗浄剤*1を使い直接清掃（ヘッドを破壊する可能性があり危険です。面倒でもクリーニングテープをしつこく走行させるべき。）。
• 画面全体にノイズが出る、いわゆるめだかノイズ。プリアンプユニットのGND線をきちんとアースする。
• テープの飲み込みがおかしい → 機械部の位相ずれ。ギアを分解し、きちんとゼロ位置を合わせて組み立てる。無理やり一部のみ位置を切り替えるとうまく行かない。
• ビデオヘッドが回らない → CP401の半導体ヒューズが飛んでいる。ポリスイッチあたりに置き換えると良い。
• フラットケーブルの故障 → 白いフラットケーブルは抜き差しをよほど慎重にしないとすぐ壊れる。同じ系統のビデオデッキから部品を取るか、ビクターサービスセンターで部品を取り寄せるか、さもなければ半田付けして無理やり直せなくもない（汗）*2

というわけでネジ１個落として修理に○日。おかげで、ビデオデッキの構造と仕組みに強くなりましたが*3、今更使えないって。

Victorの対応について 2019/05/15

2019年5月現在も修理は受け付けているようです。

Victorは昔から顧客対応がとても良く、個人でも修理部品を注文することが可能でした。今はどうかわかりません。

昔は、部品注文の際に間違えが無いようにサービスマニュアル閲覧することもできたのですが、サービスマニュアルだけ見せてほしいとお願いしたら見せてくれなかったという情報をいただきましたので、ここに公開しておきます。

部品を頼むときなら大丈夫なのか、方針が変わったのか、昔見れたのがたまたまただっだのかは不明です。

低電圧ヘッドホンアンプの最大の弱点は、低電圧動作時（±1.25V／エネループ２本駆動）における電圧出力範囲の狭さにありました。

• 問題の詳細
• 出力ミックス
• 解決編
• 感想とか

問題の詳細

使用するオペアンプは、Rail to Rail（レイル・ツー・レイル）と呼ばれる電源電圧付近まで出力できるタイプのオペアンプです。

その後段にあるバッファはいわゆるダイアモンドバッファです。バイポーラトランジスタ特有の超低インピーダンス出力が可能な一方、バイポーラトランジスタでは避けて通れないVbe電圧0.6Vが失われ、出力電圧範囲はおよそ±0.6Vになります。

低インピーダンスヘッドホン使用時は±0.6Vで十分であったものが、50Ω～上のヘッドホンなどでは±0.6Vでは音量不足となることがあります*1。

出力ミックス

ここでPと書かれた部分を何らかの方法で接続し、Ａという出力経路のほかに、Ｂの出力経路も使用可能にすれば、オペアンプ出力範囲である±1.2Vの出力を得ることができます。

この接続方法が問題です。

• 0Ω（ジャンパ）では、オペアンプから負荷を駆動する役割が大きく低音のしまりが悪くなります。
• 1Ωでは、低音のしまりはそこそこ確保できますが切断時ほど明瞭ではありません。また1Ω出力抵抗による音質劣化が少し気になります。
• 10Ωでは、低音のしまりは問題なく確保できますが、10Ω出力抵抗による音質劣化が大きく気になります。

抵抗を介さずに接続すると明瞭感や音のしまりが悪くなり、抵抗を介して接続すると抵抗による音質劣化が気になります。またあまり抵抗値を大きくすると、1.2Vの駆動範囲がどんどん狭くなります。

低インピーダンスヘッドホンしか使わないのならばPは切断したほうが音がいいし、中～高インピーダンスヘッドホンしか使わないのならばPは接続してしまっても音質的にほとんど変わりません。

しかして人間とは欲深いもので。どちらのヘッドホンでもベストの音質を得たいと思うのは自然なことです。

解決編

そもそも、出力電圧が±0.6Vの範囲ならばＢルートで電流が通らないほうがいいので抵抗を使うことがナンセンスです。これが半年以上もジレンマだったのですが、うまい解決策を見つけました。

D1/D2にように互いに逆方向に並列接続したショットキーバリアダイオードを接続するだけ（シリコンダイオード不可）。SBDの順方向電圧があるので±1.2Vとは行きませんが±1.0V程度の出力範囲を得ることができました。これならば、バッファの出力範囲内のときはＢルートには電流は流れないので、音質の劣化も心配ありません。

感想とか

低電圧（±1.2V）はもうやり尽した感じです。

正直飽きた（笑）

電圧が限られると回路上の工夫も限られますので、これ以上はもう無理だろうって感想です。次期HPAがあるとすれば低電圧動作で高gmなMOS-FETが登場したときか、D級アンプとかでしょうか。*2

次アンプ作るとしたらスピーカーアンプ作りたいですね。もっとも、ほとんど同じ回路でもスピーカ鳴っちゃうんだけど（笑）