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PM0.3のスピーカースタンドを作る [PCオーディオ]

PM0.3のスピーカースタンドを作る
PM0.3はご機嫌で鳴っている。エージングも進んで音が滑らかだ。サブウーハーで低音が豊かな反面、中高音が少し物足りない。もともと小さなウーハーに合わせてトゥーターは控えめになっているのだろう。
ところでスピーカーはPCテーブルに直置きにしてある。目線よりだいぶ下にあるし机の上にいろいろ置くとその影響が無視できない。ほとんどの音は3インチのコーンスピーカーから出ているので、これを耳の高さに持ってきたいと思っていた。
あまり高くすると倒れて危ないので150mmくらいの高さが良いが、当然そんなスピーカースタンドは売っていない。自作しようとデザインをいろいろ考えたがどれもイマイチで、そのまま数年が過ぎた(ヲイヲイ(^^;))

ふと以前棚板に使ったパイン集成材を思い出した。18mm厚で前面の縁だけラウンド加工されていて木目など見た目もまあまあ。これをコの字に組んで立てれば台になる。ラウンド面が前みきて下にモノも置ける。18mm厚あれば接着面はそこそこ取れるし、高さ方向だけ寸法が合っていればいいので加工も楽だ。
SP台部品.png

裁断図は以下のとおり。いつものようにホームセンターのカットサービスを利用する。係員はおばちゃんだが手際が良く指定の寸法からほぼ+1mmで切ってくれる。マシンなので切断面の垂直もバッチリ。
SP台裁断図.png

木工用ボンドだけで組み立てて、重しを乗せておく。このとき余分に切り出した64×150の板が支えとして役に立つ。ボンドを塗り過ぎるとはみ出すし、重しをしたときに接着面が滑ってずれるので少なめにするのがコツ。
SP台接着.png

出来上がったのがこれ。上からの荷重なので接着面に強度は要らない。心配なら木ネジでも打ち込んでおけばいい。中にコード付きのものを置くなら背面の板をザグってトンネルを作っておく。ただしあまり大きくすると細かいモノが後ろに落ちる。
SP台組立.png

実際にPM0.3を載せたみた。なかなかいいじゃないか。コの字のゆがみもない。音は直置きより断然良い。まず定位がはっきりするし中高音の不足も緩和されてバランスが良くなった。低音のもっさり感もなくなってすっきりした。やはり小さなスピーカーは直接音をまっすぐの位置で聴くのが最良だ。
SP台設置.png
色を塗るかどうか悩ましいところ。私はこれでもいいと思うが妻は艶消し黒に塗ったほうがいいと言う。真っ黒になっちゃうのでコゲ茶系のニスでも塗ろうか・・・と思案しつつまた1年経つかもしれない(^^;)

ちなみに液晶モニタはEIZOのEV2750-BKRで2560×1440ドットある。今まで19インチのスクエアモニタを縦にして2台並べていた。Windowsのデュアルモニタは便利だったが、横長の1枚として使うときに間に縁が入るので特に動画を見るときに不便だったことと、より広い(画素数的に)欲しくて買い替えた。
できればもっと大きいサイズと解像度のものがよかったのだが、机の上にある棚の高さに制限があり入る範囲で大きいものにした。EIZOの画面は綺麗で申し分ないがドットピッチが小さくなったのでもう老眼鏡無しでは作業ができなくなってしまった。
まずはBlurayディスクで映画鑑賞・・・と思ったが、BLドライブに付属してきたPowerDVDはライセンス切れなのか再生できなかった。ほんとBlurayはめんどくさい。 


FOSTEXのミニスピーカ製品
PM0.3のヒットに気を良くしたのか、フォステクスからは似たようなクラスのスピーカーがいっぱい出ている。
PA-3はバッフルの仕上げが違うだけで同じものに見える。角度調節のゴム足とボリュームコントローラが付属してるのが親切か。
PM30Gは前面にネットが付いてデザインが違うが他の仕様は全く同じ。2ライン入力のミキサーが付属している。
かんすぴシリーズも増えた。同サイズの2ウェイやバックロードホーン、マルチアンプ対応の箱まである。

専用の小さいサブウーハーはマイナーチェンジしてPM-SUBmini2になってる。去年PM-SUBminiが出たとき、13cmユニットでクロスオーバー周波数可変、位相反転スイッチ付き・・・これ私の作ったサブウーハーシステムによく似てる、なんて一瞬思ったが上位機のPM-SUBnがすでにそうなっていた。でもPM0.3用として1年先行したのでちょっと満足(^^)。
しかしよくこんな小さなサブウーハーを商品化したものだ。フォステクスさんに拍手を贈りたい。


ELECOM MS-W02Wのアンプをいじる [PCオーディオ]

アンプ基板に手を加える
再び箱を開けてアンプ基板を取り出す。前面ボリュームのつまみを外してナットを緩め、裏側から基板を留めているネジを1本外せば取り出せるが、ボンドで留まっている部分を剥がすのに少し力が要る。
基板には同じようなパワーアンプICが2つ載っている。片方がステレオで左右スピーカーを、もう一つがBTLでサブウーハーを駆動しているようだ。放熱板に覆われて型番がわからないので、ICの形と中央の4つがGNDに落ちていることを頼りに検索すると、STマイクロのTEA2025が近い。スペックシートをダウンロードしたところ、ほぼ使用例と同じ回路であることがわかった。
このチップはステレオまたはBTLで使うことができ、電源電圧とスピーカーのインピーダンスで最大出力が決まる。基板内のDC電源電圧は12Vくらい。スピーカーのインピーダンスは左右が4Ω、ウーハーは6Ωだ。MS-W02Wの仕様(左右3W+3W、ウーハー6W)はチップのスペックからしてめいっぱいだ。放熱板がチャチなのでフルパワーで使っているとそのうち壊れるかもしれない。

基板のパターンを追ってサブウーハー側の入力回路を読み取る。STマイクロのスペックシートは回路図が若干おかしいので描きなおした。

BTLAMP回路.PNG

左右の信号はボリュームを通った後33kΩの抵抗でミックスされ、0.1uFのコンデンサでGNDに落とされている。ミックス抵抗を利用したローパスフィルタだが、バッファが無いのでボリュームの位置でカットオフ周波数が動いてしまうだろう。その後10kΩと0.1uFのローパスフィルタがもう一つ入っている。CR2段で12dB/octを狙ったと思われる。
その先はカップリングの0.22uFを通った後15kΩでGNDに落としている。チップの入力インピーダンス30kΩが並列になるから、カットオフ72Hzくらいの緩いハイパスフィルタ(ローカット)になっている。どうせ超低音は出ないしアンプの飽和を防ぐためにも必要だ。フィルタの特性をシミュレーションしたのがこれ。

BPF.png

バッファが無く計算通りにはならないが、シミュレーションの結果からトータルで30Hz~150Hzあたりを受け持つように作ったのだろう。スピーカーユニットが小さく低いほうが出ないのでハイゲインアンプでせっせと駆動すると相対的に中音域が盛大に聞こえるというわけだ。

ゲインを決める外付け抵抗は150Ωだ。チップ内部の負帰還抵抗(10kΩと50Ω)のうち50Ωに直列になる。元のゲインは1+(10k/(150+50))=51倍→34.2dB。150Ωに並列になるように、基板裏のパターンに300Ωをはんだ付けすると150Ωとの合成抵抗が100Ωになり、1+(10k/(100+50))=67倍→36.6dB。これでゲインが2.4dBほど上がるはずだ。実際はBTL接続のために+6dBされるし、入力部分でもいろいろ減衰があるのでトータルゲインは違うが300Ωを付けたことによる差分は同じだ。

ゲイン変更抵抗.JPG

組み立てて聴いてみると高音のシャリシャリに負けない程度に低音が出るようになってバランスは良くなった。音量を下げてもスカスカにならず雰囲気は失われない。サブウーハーのスピーカーを正面に向けた時の位相は問題ないが、中音域がけっこう出るので音の定位がだいぶ引っ張られる。下を向けると緩和されるがやはり妙な音域が強調されることがあるので正面を向けたまま机の下にでも追いやったほうが良さそうだ。

ゲインをもう少し下げてもいいかと思ったが、そうすると欲しい低音も少なくなるのでこのままにしておこう。動画の音声にはちょうど良い。

MS-W02W改.JPG

ディスプレイにスピーカーが付いていなかったせいでこんなことになってしまった。音が良くなったので子供に「返そうか?」と聞いたら、勉強のときは邪魔になるので遠くでシャカシャカ鳴っていればよくノートPCのスピーカーで十分。本格的に聴くときはヘッドホンを使う、とのこと。さよか・・・


ELECOM MS-W02Wの箱をいじる [PCオーディオ]

ELECOM MS-W02W
だいぶ前だが、子供がiPodの音楽を携帯用スピーカーで聴いていて、音があまりにもしょぼいので気の毒になり安いPC用スピーカーを買ってやった。机の上が狭いこともあり、電気屋の売り場に並んでいる2.1chタイプのなかで一番小さいエレコムのMS-W02WCH(チェリーウッド色)を選んだ。
箱は木でできていて、叩いてもプラスチックのような安っぽい音はしない。電源はAC100Vコンセントから直接取るので邪魔なACアダプタがなくていい。2000円台だしダメ元だ。

MS-W02WCH.JPG

最近になって部屋を覗いてみると、あまり使っていない様子。iPodも代替わりしノートPCも使っているはずだが・・・音質に執着しないというか機械そのものには興味がないとみえる。妻のDNAか?

自分がPCで動画を見るときのためにフルHDのディスプレイ(いまさら?)が欲しくなり、安い液晶モニタを買った。LG電子の22MP55という機種で一応IPSパネルなので視野角は広い。ところがHDMIで接続しても音が出ない。よくよく見ればスピーカーが内蔵されていないことに気がついた。もとよりモニタ内蔵スピーカーを使う気はなかったのでそれはいいのだが、少々時間を無駄にした。裏パネルには音声出力のミニジャックが付いているので、ホコリを被っているMS-W02Wを借りてつないでみることにした。

改めて聴いてみると、かなりのドンシャリ(ドンというほど低音は出ないが)。高音(8kHzあたり?)がシャリシャリいうのと、250Hz付近だろうか盛大に盛り上がりポコンポコンという音が気に障る。さらに入力ケーブルのプラグや左右スピーカーへのミニジャックの接触が不安定で時々音が出なくなったりする。サテライトスピーカーの左右が逆なことにも気が付いた。箱の裏にLとRのシールが貼ってありケーブルのミニプラグの端子もそれと合っているので、サブウーハー内の配線が間違っているのだろう。やっぱり安物だったか・・・

サブウーハーの箱を改善
サテライトスピーカーは嵌め殺しになっているのでいじるのは難しいが、サブウーハーの箱は背面パネルを留めているネジを4つ外せば開けることができる。背面パネルには電源トランスとスイッチ、バスレフポート、サテライトスピーカーへのミニジャックが取り付けられている。アンプ基板は前面パネルのボリューム周りのプラスチック部品の裏にある。
箱はMDFでまあまあしっかりしているが吸音材などは一切入っていない。各パーツは振動しないようにホットボンド?で留めてある。

まずはサテライトスピーカーへの配線を左右入れ替える。内部ケーブルのコネクタハウジングから圧着端子を抜き取り、左右を入れ替えて差し直す。ミニジャックはカバーが透明で中身が見える。プラグを挿してみたが電極ばねはしっかり動くし接触圧が不足しているようには見えない。交換するのは面倒なのでプラグのほうに接点復活材を塗って差し込みグリグリ回して接触の改善を試みる。

吸音材が無いと箱の中で余分な反射波が出ていそうなので、箱の内壁面にPET樹脂ウールを敷き詰めた。以前サブウーハーボックスを作った時に余っていたものだ。

箱内吸音材.JPG

スピーカーユニットの制振
スピーカーユニットは箱の底に付いていて床に向かって音が放射される。置く場所の材質によっては妙にラッパくさい音域が強調されるので、箱を横倒しにしてスピーカーを下に向けないほうが良さそうだ。位相については後で調整しよう。
スピーカーの前面センターに直径4cmくらいの丸い厚紙が貼ってあって、叩くと「コンコン」という音がする。耳障りな音の原因はここにもありそうだ。振動防止にブチルゴムのシートでも貼ればいいかもしれないが、あいにく手持ちがない。家の中を探したら、床が傷つかないように家具の足に貼るためのフェルトシートが見つかったので、それを例の厚紙と同じサイズに切って貼り付けた。2mmくらいの厚みがあるので多少張り出してしまうが叩いたときの甲高い音は消えた。振動板全体の重量も増しているだろうから高いほうの音が出難くなりf0が下がるのが期待できるが、代わりに能率も下がる。

フェルト貼付.JPG

とりあえずこの状態で箱を閉めて、音を聞いてみる。ポコンポコンいう耳障りな音はなくなったが、低域が弱くなって相対的にシャリシャリ音が強くなってしまう。
Lilithのイコライザーを使って低域を調整してみた結果、400Hzで+1dB、160Hzで+3dB・・・40Hzで+10dBと、なめらかにブーストするとちょうどよい。動画鑑賞に使うVLC media playerはイコライザーがいまいちなので基本フラットでちゃんと鳴るようにスピーカー側で調整したい。サブウーハーアンプのゲインを少し上げることにしよう。


パワーアンプの修理 [PCオーディオ]

サブウーハー用のパワーアンプが9月ごろ具合が悪くなり、冷却ファンを付けて一件落着していたのは前に書いた。が、また同じ症状でブチブチいい始めた。今は冬だしファンは回っているので温度の影響はないはずだ。アンプ基板への電源配線を外しても症状が出るので、これは電源基板の不具合とみるべきだろう。

この電源基板は友人からもらったもので、修理しようにも情報が全くなく、買い替えたくてもショップのサイトでは在庫切れで入手できそうもない。アンプ基板と組み合わせるように設計したと思われる、±30Vで9Aも取れる電源などそうそうない。トランスを使ったアナログ電源では大きく重すぎる。

いろいろ探してみたが結果は芳しくなかったので、24VのACアダプタを2個使って±電源に仕立て上げることにした。電圧が低くなることでアンプの最大出力も減るが、今までが大きすぎたので問題ないだろう。
秋月電子で入手可能な最大容量のスイッチングACアダプタは、24V、2.7A(65Wクラス)だ。65Wで電流制限の保護回路が働くだろうがこれ以上の容量は見つからなかったので仕方がない。
秋月のWebショップでは2種類ヒットするが、なぜか小型でスペックも良くケーブルにフェライトコアまで付いているほうが少し安い。迷わずこちらを選んだ。
ACアダプタ.JPG

ACアダプタなので外付けにするのが簡単ではあるが、できればケース内に収めたい。ACケーブルを外せば2個収まりそうだ。そのためには付属のACケーブルを使わず内部基板に直に配線する必要がある。
とりあえずバラしてみたところ、まあまあ良くできている。放熱板に組み付けられ、制御回路は基板裏の表面実装チップ部品で構成されている。チップのはんだ付けは手作業のようだが一時の中国製のような不安感はない。ノイズ対策がいくつかされており放熱板はGND電位、DCケーブルはシールド線でフェライトコアが奢られている。これで1個1700円(2013年12月現在)は安いと思う。
ACアダプタ分解.JPG
内部基板裏.JPG

基板を改造する。まずはACインレットを外してネジ端子台に交換。
ACインレット交換.JPG
フェライトコアがあるとケースに入れずらいのでDCケーブルを外してリード線に交換した。
ついでにLEDを外してピンヘッダに交換した。これはパイロットランプとして引き出すつもり。
LEDピン.JPG

フィルタアンプへ送る±15Vと、冷却ファン用の12Vは、壊れた電源基板から横取りすることにした。不具合の様子から判断して、原因は1次側の発振が瞬断するためで、2次側の整流回路や安定化回路は生きていると思われる。幸い3端子レギュレータ部分のプリントパターンはスイッチングノイズから分離するためであろう、明確に区分されている。そこだけを金ノコで切り取ってやすり掛けし、少しパターンを修正しただけで再利用できた。
電源基板切り離し.JPG

15Vの3端子レギュレータは24Vからドロップするので発熱が心配だったが、フィルタアンプはあまり電流を食わないので放熱フィンは要らなそうだ。12Vの冷却ファンも使わないので配線を外してある。夏になって熱的に厳しければファンを回してやることにする。
ACアダプタ組込.JPG

ACアダプタから取り出した2つの基板をそのままシャーシに取り付けたくなるが、ここは注意が必要だ。
シャーシはアンプのGNDであり、電源基板の周りを覆っているアルミの放熱板はACアダプタのGND(+24Vに対する0V)である。±24Vのうちプラス側のACアダプタのGNDはアンプのGNDと共通でいいが、マイナス側はACアダプタの+24VがアンプのGNDに接続され、ACアダプタのGNDがアンプの-24Vラインとなる。この状態で放熱板とシャーシ間には24Vの電位差があり触れるとショートするので、放熱板とアンプのシャーシを絶縁しなければならない。
ここではACアダプタのプラスチックケースをそのまま利用した。ケースのボトム側と基板を2本のネジでシャーシに友締めし、トップ側は上から被せた上にスポンジを貼り付け、シャーシの天板で押さえるようにした。プラス側は配線スペースを確保するためにケース無しで直に取り付けた。
マイナス側絶縁.JPG

組み上がって、恐る恐る電源スイッチを入れるとパイロットランプが点灯しない。すぐにスイッチを切っていろいろ調べるが不審なところは見当たらない・・・結果から言ってこれはACアダプタの起動ディレイだった。電源を入れて2秒くらい経つとLEDが点灯してDC出力が出始めるようだ。電源スイッチのLEDが暗いがまあ大勢に影響はない。
ハウスミュージックなど低音が効いた曲をいくつか再生してみたが出力は充分だ。出し過ぎれば部屋のあちこちでいろいろなものが振動し始める。アンプが使えずPM0.3だけの間は、ulilithのイコライザーで低域を持ち上げて我慢していたが、どうにもつまらなくて聴く気が失せる。大型スピーカーの置けないPC周りではサブウーハーの効果は絶大だ。もっと簡単に作れてPCスピーカーやパーソナルTVにちょい足しできるといいと思う。擬似5.1chは聴いていてどうにも気持ちが悪い。やはり2.1chが好きだ。


チャンネルセパレーション [ヘッドホンアンプ]

前回(半年上経っているが当ブログでは普通)チャンネルセパレーションが芳しくないということで終わっていたが、実はあの後、GNDケーブルの共通インピーダンスが原因であることが判明している。ひずみ計による測定のときも、一部にGND共通のミニフォンケーブルを使ったので多少影響があったかもしれない。

オシロスコープで波形を観測すると漏れ信号は位相が反転している。
channel sep_L2R
ヘッドホンアンプの出力ジャック付近にダミー抵抗を付けて測った結果なので、これがほぼアンプの実力だ。65dB近く離れているのでさほど影響は無いと思うが、アンプ内部でもGNDラインは左右共通部分が多くあるし、そもそもオペアンプが1個で電源が左右共通ということもあるので、それらを完全に独立させないと測定値は向上しないだろう。

それよりもヘッドホンのケーブルがGND共通なのが効いている。
手持ちのヘッドホンのうち、BOSE TriportはケーブルのGNDが左右独立しているのでほとんど漏れ音声は聞こえない。カナルタイプのMDR-EX90SLやATH-CKS90はGNDが共通だ。これにGND共通の延長ケーブルをつなぐと、さらに漏れ音声が大きくなることが確認できる。
HPCable
BOSE Triportはケーブルが細いメガネ型で左右独立している。

しかし、こんなことをメーカーが気づいていないはずが無かろう。むしろ積極的に利用しているかもしれない。

人生で初めて入手したステレオ装置はSONY ICF-5600(スカイセンサー)とSTA-50ステレオヘッドホンアダプターだった。当時の高級なFMラジオ受信機とステレオ信号の復調器だ。ステレオ放送を行っているFMラジオ局はNHK-FMとFM東京しかない時代。お年玉をはたいて同時に買ったヘッドホンから聞こえてきた音の鮮明さに感動したものだ。モノラルラジカセのスピーカーから出る音とは次元が違っていた。

もうどれも手元には無い(ICF-5600は故障が多かった。STA-50の箱だけは部品入れとして残っている)が、確かチャンネルセパレーションは30dB前後だったと記憶している。その程度でも十分感動的だったし、ヘッドホンではセンターの音が後頭部辺りに定位することも新鮮だった。スピーカーによる音の定位は友達の家にあったステレオコンポの音を聴いて知っていたからだ。ヘッドホンはSONYの安物だったがその音はスピーカーよりはるかに細やかで艶っぽかった。
STA-50箱

左右それぞれのチャンネルから反対側の信号を少し差し引く(位相を反転して加える)と擬似的なサラウンド効果で音場が広がったように聞こえる。場合によっては-10dBくらいのレベルを加えてちょうど良いこともある。ヘッドホンでは音が後頭部に集中しすぎずかえって良い場合があるかもしれない。

つまり、アンプのチャンネルセパレーションやヘッドホンの共通インピーダンスはある程度許容でき、必要以上にこだわってもあまり得にならないと判断したわけだ。


パワーアンプの改良 [PCオーディオ]

最近、サブウーハーから時々「プチッ」という音が出るようになった。

音楽を鳴らしている・いないに関わらず出る。よく見ると音が出るときに電源スイッチのパイロットランプが一瞬暗くなる。ランプの電源はスイッチング電源基板の12V出力から取っているが、LEDなのでたいした電流は食っていないはず。
これは電源基板がイカれたか、アンプ基板のほうで何か起こっているのかもしれない。

ケースを開けてみると、アンプ基板のヒートシンクがかなり熱い。夏で気温が上がっているのは確かだがサーマルシャットダウンが起こるほどの温度ではない。暑さで電源基板の発振が一瞬止まるのか?

ケースを開けたままだと、時間が経ってもプチプチ音は出ない。周囲温度の上昇につれて内部温度が上がり、何か起こっているのは間違いなさそう。ケースを開けっ放しでは格好が悪いので、仕方なく排気ファンを付けることにした。
ファンの電源はLEDと同じ12Vからもらうことにして、12V用の40mmファンを選定。機種はCOPALのF410Tにした。他社のものより静かなのが良い。単独で回せばそれなりに音はするが、近くにPCでもあればその音に消されて聞こえない。RSオンラインで買える。

ファンはバックパネルに取り付けるが、内側にはスペースが無いのでケースの外側から取り付けることにする。パネルの穴開けは他に部品が付いたまま行ったので少し苦労した。ドリルでたくさん穴を開けて棒ヤスリで仕上げるしかない。
パワーアンプバックパネル追加工

パワーアンプファン
これで妙な現象に悩まされることなく使える。

おまけ
Miku20
かわいい(^^)。実は2008年頃からのファン。


出力段バッファ付きヘッドホンアンプ(その6)少し改良 [ヘッドホンアンプ]

タカチのMB-52にはゴム足が付属していない。底面にビスの頭が出ていてベタ置きも何なので、ホームセンターで買ったゴム板(3mm厚)を1cm角に切って両面テープで貼り付けて足代わりにする。
文字はインスタントレタリングを使う手もあるが、電子機器用はけっこう無駄が出るのと面倒なので、Casioネームランドで透明テープに印刷したものを貼り付けた。少しカッコ良くなった気がする。
HPA-DR1外観.JPG

10kHzの歪率が少々悪化するのが気になっていたので、Q2とQ3のベース間にC9(47uF)を付けてみた。
Darlington Buffer Plus2.PNG

50Ωと16Ω負荷での歪率特性はこれ
歪特性HPA-DR1_f1_50Ω3F.png歪特性HPA-DR1_f1_16Ω3F.png
それぞれ10kHzの歪率が0.01%くらいずつ下がっている。しかし音を聴いてみてもまったく分からなかった。気休めにしかならなかったが、作った測定器で差がわかるのは少し嬉しい。

チャンネルセパレーション
入力のピンコードを片チャンネルだけ外して音楽を再生すると、つながっていないチャンネルからも小さい音が聞こえる。もう一方のチャンネルの音が漏れてきているわけだ。

レベルを測定してみよう。ピンプラグを片方外し、外したチャンネルの入力をショートする。1kHzの信号を入力して左右のレベルをスペクトルグラフから読み取る。
まずはヘッドホンアンプをバイパスして直結した場合。
右チャンネルショート
CHセパレーション(L2R_System).png
左チャンネルショート
CHセパレーション(R2L_System).png
左→右への漏れは-98dB、右→左への漏れは-96dBだった。測定系の実力がこの程度ということ。

アンプをつなぎ、ヘッドホンと同じ16Ω負荷をつけた場合。
右チャンネルショート
CHセパレーション(L2R_16ohm).png
左チャンネルショート
CHセパレーション(R2L_16ohm).png
左→右への漏れは-65dB、右→左への漏れは-77dB。左右でだいぶ違い、左→右への漏れが12dBほど悪い。直結の場合左→右の成績が良いのでそれを上回って悪いということか。でも-65dBもあれば漏れた音がはっきりと聞こえるのもおかしい気がする。

50Ω負荷の場合も測ってみた。
右チャンネルショート
CHセパレーション(L2R_50ohm).png
左チャンネルショート
CHセパレーション(R2L_50ohm).png
左→右への漏れは-74dB、右→左への漏れは-87dB。やはり左→右への漏れのほうが13dBほど大きいが、16Ωのときと比べると左右ともそれぞれ10dBくらい良い。

負荷が重いほうが成績が悪いということは、電流=電磁界による飛び付きがあると予想できる。入力部の配線は負荷には関係ないから、電源周りかオペアンプ内部で何か起こっているのかもしれない。


サブウーハーコントロールアンプの製作 [PCオーディオ]

アンプ回路と電源回路をユニバーサル基板に組む。アートワークは以下のとおり。
SBW-CT1アンプ部基板.pngSBW-CT1電源部基板.png

ケースはヘッドホンアンプと同じタカチのMB-52を使う。パネル加工図は以下のとおり。
SBW-CT1パネル加工図.png
カットオフ周波数の値は組み上がってから実測して求めたものだ。歪率計の信号発生部でサイン波を出力し、デジタルテスタでAC-RMSを測る。予想されるカットオフの1/3以下の周波数を出して1Vに合わせ、周波数を上げていって値が0.707Vになるところを探した。設計とほぼ合っているようだ。

ケースに基板とパネル部品を組み込んで配線する。
SBW-CT1内部(2).JPGSBW-CT1内部(1).JPG
カットオフ調整ボリュームへの配線はオペアンプの帰還回路なのでできるだけ短くするよう心がける。
完成したらゴム板を切って底面に両面テープで貼り付け、足代わりにする。Casioネームランドで印刷した透明テープを貼り、ヘッドホンアンプと重ねれば安物のケースでもそこそこの見栄えになる。
SBW+HDA+PM03.JPG

ウーハーアンプだけつないでボリュームを上げると、スピーカーのコーン紙がハンパなく動き、バスドラやベースの音がドカンと響く。生楽器のように胸腹が揺すられるところまでは無理だが、デスクトップには過剰な低音だ。このレベルだとバスレフポートからの風切り音がバフバフいう。ポートに板を当てて塞いでも、ボックスの他の部分で風を感じる箇所はないので密閉はうまくいっていると思われる。妻がどこかにヤンキーの爆音車でもいるのかと覗きに来た。

コントロールアンプのVOL OUTにPM0.3をつなぎ裏パネルにあるボリュームを12時にセットする。ウーハー用パワーアンプのボリュームも12時。SBW VOLつまみを絞り切って音楽を鳴らし、ボーカルや楽器の定位を確認しておく。CUTOFFツマミを3時くらいにして、SBW VOLを徐々に上げていく。PM0.3だけのときの定位が引きずられない範囲で低音が豊かになるよう、CUTOFFとSBW VOLを調整する。定位が上や横に広がったり頭の後ろに動いたりする場合はINVスイッチを切り替えてみる。
音楽を変えて何度か繰り返すとだいたい同じ位置に落ち着く。私の場合双方とも1時くらいでOKのようだ。音量が小さいときは低音を少し持ち上げたり、ハウスミュージックのときにはCUTOFFとSBW VOLを上げ気味にして雰囲気を楽しむこともできる。

YST-MS25と比べると、フィルタのカットオフ特性が甘く、割と高音の成分も出る。しかし低音の響きはすっきりとしていていい感じ。もっと低いほうの量感はYST-MS25のほうがある気がするがその分もっさりボワーンとすることがある。特性はそのうち測定してみよう。


パワーアンプと電源 [PCオーディオ]

ウーハーを駆動するパワーアンプはモノラルで30~50Wくらいか。デジタルアンプを買うか、手持ちのパワーMOS-FETで作ろうかと考えていたら、友人が余っているデジタルアンプ基板と電源基板をくれるというのでありがたく使わせてもらうことにした。

http://www.sp01.jp/3_490.html で1860円(現在は在庫なし)と格安。フィリップスTDA8920BTHをBTLで使い8Ω負荷で170W出せる。スピーカーの耐入力が30Wrmsだから少々危険だが、ノイズを入れたりしなければまあ大丈夫だろう。電源入力にブリッジダイオードと大きな電解コンデンサが付いているのでAC20V×2を入れても使える。DC電源を供給すると電圧が少々無駄になるが、動作電圧±27Vに対して±30Vの電源基板がセットなので問題ない。

電源基板は±30V 7.6Aのほかに、プリアンプ用の±15V 1Aとアクセサリ用の+12V 1Aも出してくれる。見るからに盛大にノイズを撒き散らしそうなので、パワーアンプは単独で組むことにして、±15Vをウーハーコントロールアンプの電源として引っ張ってくることにする。

アンプと電源の基板をタカチのUS-200Hに押し込む。AC電源はメガネ型コンセント、電源スイッチは手持ちものを使う。プリアンプ用電源コネクタはサトーパーツCN-70-Aの3Pタイプを使った。3Pメタルコネクタより安くて軽く、使い易いのが良い。アンプ基盤についているボリューム軸の位置さえ合わせられれば後は特に難しい加工はない。レタリング文字はCasioネームランドの透明テープに打って貼り付けただけ。
POWER AMP内部.JPGPOWER AMP外観.JPG

TDA9820BTHにミュート回路が付いているので、電源ON/OFFのショックノイズはほとんどない。スピーカーに耳を近づけるとジュルジュルというノイズが出ていたが、ACコンセントの極性を逆に挿したら出なくなった。ホワイトノイズは少し多めかも。アンプのヒートシンクがけっこう熱くなるがアルミケース全体が少し暖かい程度で済むので問題ない。設計どおり、机の棚板の上下にすっきり収まった。
パワーアンプ+ウーハー.jpg

ウーハーコントロールアンプの電源回路
パワーアンプ電源から供給される±15Vは3端子レギュレータを通っているが、3端子レギはスイッチングノイズには無力なのでこちら側でLCフィルタをかます。チョークコイルは太陽誘電のLHLC10NB(1mH,0.48A,DC抵抗1.8Ω)を千石電商で入手。これと0.1uF+100uFのコンデンサでノイズフィルタを構成する。ノーマルモード対策だけだがオシロスコープで観測する限りスイッチングノイズが200mVp-pから40mVp-pに減った。その後3端子レギュレータを通して±12Vを得る。ちなみにここでもスイッチングノイズはそのまま通過してくる。
サブウーファ用電源回路.png


スピーカーボックスの製作 [PCオーディオ]

ホームセンターに行き、900×600mm、12mm厚のシナカット合板を購入。ラワン合板の表面に薄いシナ板を貼ったもので、仕上げが楽なのでよく利用する。サービスカウンターに下図を持ち込んでカットしてもらう。直線ワンカット30円くらいだから安いものだ。
ボックス裁断図

全体の展開図はこんな感じ。
ボックス展開図

スピーカーとバスレフダクトの穴は木工用のサークルカッターを使って開ける。
SP1_サークルカッター
板の半分まで進んだら、反対側から開け進んだほうが仕上がりが良くなる。開けたら紙やすりで丁寧に仕上げる。
ダクト穴は表側から直径56mm、裏側から直径60mmで開け、ダクト断面が表に出ないようにしたが、実際はけっこうずれるので彫刻刀などで細かい仕上げをする必要がある。
SP2_ダクト穴

ダクトの接着にはスーパー多用途と謳っている接着剤を使った。けっこう長い間べたべたしているので2液混合のエポキシのほうがよかったかもしれない。
SP3_ダクト接着
合板の表面だけが木工ボンドで付いているような部分が無いように、各面の接合部に松か桧の12mm角材を貼り付ける。底板は開けられるようにするため、この桟だけにネジ止めするから、木ネジを打ち込んで補強しておく。
端子台の穴はサークルカッターで穴を2つ開け、間をつないで楕円にした。端子台はジョンソンを使うが12mm板だとネジが届かないので、家にあった3.5mm厚のシナ合板を2枚貼り合わせて7mm厚にして取り付ける。全体の準備が整った状態でこんな感じ。
SP4_ボックス展開

底板を残し、木工ボンドを塗って組み立てる。クランプ金具などは持ってないので丈夫なロープで縛り、ネジって締め上げた後、押さえたい面に木片を差し込めばけっこう強力に固定できる。角にはL型のモール材(1メートルで50円くらい)を切って当て、ヘコミを防ぐ。
SP5_クランプ代用

一昼夜放置したら細かい部分の修正をする。桟のおかげで隙間はないはずだがコーナーは少々不安なので木工パテを塗り込む。裏板を留める桟の面に段差があったので木工パテを塗って、乾いてから均一に削って仕上げる。
SP6_パテ埋め

1mm厚のゴム板を切り出してパッキンを作る。実際に貼り付けてから重なった部分をカッターで一緒に切れば隙間無くつながる。
SP7_ゴムパッキン

340番くらいの紙やすりで表面を磨いてから、木工作用の水性ニスをハケで塗る。シンナー臭くないので部屋の中でできるのが良い。乾いては塗りを3回くらいしてから、400番くらいの紙やすりで磨き、仕上げ塗りをする。
SP8_ニス塗り
バスレフダクトのグレーが気になるのでマスキングしてから黒のラッカースプレーを吹き込んで着色した。細かい仕上げはマジックペンでOK。

吸音材には、PET(ペットボトルと同じ素材)フェルトを使った。1m×1m,t=10mmで798円+送料700円(日東サプライ楽天店)。グラスウールより断然扱い易いし、10mm厚なので調整がし易い。
http://item.rakuten.co.jp/auc-nittoh-supply/pet-000/
各面に木工ボンドで薄く貼り付ける。ダクトの周りは一応巻くことにして、スーパー多用途接着剤を付けて乾くまで押さえておく。
SP9_吸音材
スピーカーはフレームの構造上、バッフルの裏側から付けざるを得ない。木ネジでは強度が不安なのでM4の六角ビスを貫通し、ナットで締め付ける。端子はファストンのようだが、大きさが微妙に合わない。端子は#110/187/250しか入手できないので#187が入るようにスピーカー側をやすりで削った。底板パッキンのネジ穴は丸型彫刻刀で切り抜いてある。

SPA_完成前面SPB_完成背面

底板がパッキンの分だけ出っ張ってしまったが35年ぶりにしてはまずまずの仕上がり。システムとしてのインピーダンス特性はピークが30Hz(19Ω)と76Hz(22Ω)になった。設計より少しずつ低め。周波数特性は後日コンデンサマイクを入手して測定しよう。


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