nabeの雑記帳

抵抗のパラメーターを「抵抗値」と「消費ワット数」しかないと思ってる人が多そうなので、昔からの課題にしている「抵抗による音質の差を目で見える形にする」って方法がないかよく考えたりしてました。

それで最近組んでみたのがこんな回路。

音声信号を抵抗（R2,R3）に流したとき、どのような差が出てくるか約100倍に拡大して表示してみようという回路です。R10には実際には可変抵抗を使い、最後の抵抗２つで元信号との差を取って見てみようという回路でした。

しかし実際に測定してみると、差が小さすぎてぜんぜん拉致があきません（汗）。仕方ないので以前製作した差動プリアンプを使ってさらに100倍に増幅して観測。ようやくオシロスコープ表示できるように。

でもゲイン誤差やオペアンプによる歪のほうが大きいのか、カーボン抵抗とLGMFS（音質の良い金皮）で比べても観測できる誤差はありませんでした。

ゲインを変更 2016/02/09

測定したい抵抗で101分の1（1K/10）に落としてからオペアンプで101倍して、反転した信号と抵抗+半固定抵抗で合成して差を作り、それを更に100倍する回路に変更しました。

うまく行ったわけではないので回路図は省略します（苦笑）

ここに100Hzのsin波を入れてやります。

これを半固定抵抗で調整してゲイン誤差を最小にします。

これで測定準備完了。試しにホワイトノイズを再生してみます。

実際に測定してみる

高周波ノイズが多すぎて大変なので、オシロスコープで2.9kHzフィルタをかけた状態で測定しました。

曲冒頭（秋月カーボン）

曲冒頭（LGMFS）

15秒ぐらい（秋月カーボン）

15秒ぐらい（LGMFS）

画像を重ねて切り替えてみると、少し秋月のほうがノイズが多いかなと思えなくはないですが、測定方法を考えると残念ながら有意な差とはいいにくいレベルです（苦笑）

いい方法思いついたら続報書きますが、このままお蔵入りの線が濃厚です（汗）

最近の調べ物

Raspberry PiのI2Sまわりを調べてるんですが、記事にして技術情報を公開している人少ないですね。アンプ系とかでもそうですけど。実物あります、売ってます。うーん、そりゃ商売としては正しいでしょうけども……。みんなケチだな（個人の感想です）。*1

頒布物は、基本的に基板ぐらいしか価値がないと思ってるので、このブログは技術情報はむしろ積極的に公開していくスタイル。その方がいろんな反応あって面白いので！（笑）

でも最近は、そもそも泥臭いことするエンジニア減ったよなーと思う今日この頃だったりもしました。

自励式D級ヘッドホンアンプの改良版掲載以来、ずっと要望され続けてましたが、ようやくBispaさんで販売されることになりました。

• 自励式D級ヘッドホンアンプ VersionUPパーツセット

変換基板を単品で製造すると大赤字になるので、なかなかタイミングが作れず10ヶ月もおまたせしてしまいました。

30MHz25MHz発振する未体験のD級アンプを、よかったら試してみてください。すごく良い音しますよ。

ブログ

adiary開発もようやく一区切りが見えてきてハードいじりを色々していきたい感じの今年後半の目標です。当ブログもadiary Ver3に入れ替わってます。おかげでスマホからも見やすくなり、咄嗟の時にスマホから記事編集が楽々できて大助かりです。

昨日ぐらいに上のドロップダウンメニューを整理して見やすくしました。検索機能も強力なので古い記事をお探しの方は活用してください。

最近の遊び道具

Raspberry Pi 面白いですね。某所から入手した「Pi 2」で遊んでます。何がびっくりって昔家サーバにしていたC3-500MHzマシンより何倍も速いことです（苦笑）

Raspberry Pi Model B+をずいぶん前にAmazonから購入していたのですが、購入直後ぐらいに Pi 2 が登場して、結局使わないままお蔵入りしてます。

こんな小型でこれだけ高性能だと色々作りたくて夢が膨らみます（笑）

Twitterでもちょくちょく書いてますが、最近D級アンプをちょくちょくいじってます。

D級ヘッドホンアンプ

もともとD級ヘッドホンアンプを改良したいとずっと思っていました。D級HPAはいつくか分かってる欠点があります。

• U1の出力が反転するとき、U1入力で電流を大きく吸い込むため振動してしまう（記事のオシロ波形参照）
• 2MHzとはいえ発振周波数がそれほど速くないので、オペアンプによって高域がやや歪っぽくなってしまうことがある。

U1の手前にオペアンプバッファを入れることも考えたのですが、それだとますます発振周波数が下がってしまうのが困りもので……。

ふと思い立って電源電圧可変式D級ヘッドホンアンプを作った時に使用した高速コンパレーターICを使ってみたところ、発振周波数が向上して、吸込み電流も少なくなって飛躍的に音質が向上しました。

詳しくは記事にまとめてあるので見てみてください。

純積分形D級アンプ

B.Oさんが検討している回路です。（最新はこちら）

最初、改良版を作るときに、純積分形に変更したことをすっかり忘れててずっとこの回路で調整してたのですが、U1、U2を（D級HPAの記事に書いたとおり）変更すると問題がないレベルで音質やスイング特性が向上します。

しかし比べてみると、RC積分形（当方記事の回路）のほうがちょっと音質はいいように感じました。あとは、純積分形の回路はボリュームの抵抗値が入力抵抗となってしまうため、実質ゲインが0dB（1倍）より落ちてしまいました。この辺がちょっと難点ですね。

D級PDMアンプ

元々TPA3110等で使われているフィルタレスD級アンプ（BTLスピーカーアンプ）の原理を調べていて、maximのサイトの解説を読んでたのですが、原理がノコギリ波比較の他励式なんですよね。

他励式D級アンプはいかに直線な基準波（三角波やノコギリ波）を作るかというところが勝負になってしまうので、そうではなくD級ヘッドホンアンプのような自励式D級アンプで同じことができないだろうかと試行錯誤していました。

その時に思いついたのがこれ。

自励式PWM発振回路のPWM変調部をクロックパルスでサンプリングすることでPDMのような*1動作をさせることができます。

クロックパルスでサンプリングすることでタイミングを揃えることができますから、maximのサイトにあるフィルタレス回路の応用で、XNORを使用してフィルタレスD級アンプ（BTLアンプ）を作ることができそうです。

誰か挑戦してみませんか？

D級スピーカーアンプ

自励式D級ヘッドホンアンプの原理を応用して、D級スピーカーアンプを作れないかと検討しています。というか、試作基板までは起こしました。こちらは、うまく動いたら記事にします。

スピーカーのように電力増幅を考えると

• 電圧を上げる必要がある
• 電流をある程度取れる必要がある

というのがネックで、大型MOSを使用すると貫通電流の問題は避けて通れず、デッドタイム回路を作ると複雑になってしまうし音質も低下する。さてどうしたものかというところで、うまく解決できるかどうか（苦笑）

WM8804というSPDIF→I2S変換の石をいじっています。このICのS/PDIF入力端子は、そのままSPDIF信号を入力できるようになっています。

とはいえ、同軸入力（コアキシャル）と光入力を両方とも扱えるようにしたいと思うと手間です。

• スイッチで切り替える
• セレクタで切り替える（信号認識して自動切り替え等）

世の中の作例をみるとこんなところでしょうか。同時に入力した時は使えないだけでいいので、もっとシンプルにならないものかと試行錯誤しました。

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古い「沖電気の電話機」を使っているのですが、「短縮登録機能」が使用できない不具合が何年か前からありました。

電話をかけたり、受けたり、既に登録済みの番号をワンボタンで掛ける分には大丈夫だったのですが、追加で登録すると挙動不審で途中で登録が止まって（操作を一切受け付けなくなるハングアップ状態）になってしまうことが多々。

重い腰をあげて分解しました。

1991年製らしい。そんなに古い製品なのか……。

開けた所。昔の基板はわかりやすくていいですね。

原因はすぐに特定できました。リチウムコイン電池の電池切れです。本来3Vあるべき電圧が1.2Vしかありません（苦笑）。取り替えて簡単に終わらせようと思ったら問題発生。

こともあろうにこの電池溶接されてる（笑）。

電池フォルダーじゃないのかよ。もう交換することなんか考えてない実装です。製造後20年以上動作してたわけですから、設計としてはそこまで間違ってはいないとは思いますが、直すには一苦労。

ラジペンで無理やり外すも端子と基板の接続がスルーホールのみで（ベタ付されてない）、端子をパキってやりそうになりながら引き剥がし。

再溶接ってわけにもいかないので、半田で無理やり付けた。端子板も電池もあまりハンダ付け向きじゃないので、すぐ剥がれるかもしれないけど、ワット数の高いハンダで半ば無理やり付けてそっと蓋を閉じました。

一応、問題なく動いています。