2017-06

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LXU-OT2をケースに入れました

さて。
SEPIC-Cuk版をケースに入れました。
タカチのHENを使っています。

P1010371.jpg
P1010369.jpg
P1010368.jpg

これで実用になるでしょう。
(裏パネル側の採寸を間違えたのは内緒だ)
一時はステレオ誌の発表会エントリーも考えましたが、〆切に間に合わなかったので見送り。
でもいじってて面白かったなぁ。
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LXU-OT2の両電源化改造(4) こうなっています

SEPIC-Cuk電源は、LCフィルタの定数を変えました。
10uHだとなんかうるさいので470uHにしたところ、結構静かになった感じです。
sepicuk-sche-r2.png


それ以外の変更点は下記の通り(ノーマルに対して)。
両電源化と同時に電源引き回し等小変更
・U1をNJM2068DDに、U2をMUSES8920に交換
・C27,C29を撤去
・C31,C88を1.8kΩに置き換え
・U1の3ピン~GND間、5ピン~GND間に680pFを追加
・C12とC14は1800pFに交換
・C9,C34を4pFに交換、C15,C20を5pFに交換
・C18,C21,C32,C45を短絡
・R5,R6をDALE RN60に交換
・R8,R10を10Ω//1uHに交換(DALE RN60と空心コイルの並列)
・C7,C37は100uFに交換(KW)
・36,C30は1000uFに変更(KZH)
・C38,C39はSILMIC IIに変更(容量は22uFのまま)

あと水晶発振子と周辺のCRを外して、代わりにFOX924Bを取り付けてあります。
PCM2704は中低音を中心に広い範囲でもわっと緩むというかぼやけるというか、そんな傾向があるように思うのですが、その辺が綺麗に出るようになりました。意外に効果あるもんなんですね。


オペアンプですが、±12V電源になるとやっぱりノーマルとは違う選択になりますね。
U2はMUSES8920になりました。MUSES8920は大電流を引き出せるのですが、OT2ノーマルのように電源電圧が低いと出力電圧振幅が制限されてくる欠点がありました。±12Vならそんな心配はいりません。
他のオペアンプをいくつか試したのですが、AD823とOPA2134は惜敗、MUSES01は艶やかだけど駆動力が不満、OPA2604は大電流引き出すとすぐへたれる、そんな印象でした。

U1にはNJM2068DDが入りました。
4558を広帯域・低雑音化した品種で、秋月なら4個200円で買えちゃいます。これが今回は出過ぎたふるまいもなく、しみじみ感を出しつつ表情の細やかさも出せるので驚きました。
なんか一周して2068に帰ってきた感じ。

両電源化していちばん変わったのは、厚みが出せるようになったことですね。
信号経路のカップリングコンデンサを除去可能になり、低音方向を素直に伸ばすことができます。

とりあえずLXU-OT2の改造は一段落と考えています。
いじれば確かによくなるんですけど、PCM2704に多くを求めても限界があるよ、という予感も増してくるのです。
改造してきて、本当にいろいろ勉強になる素材だったと思います。
本当に面白かった。

また新ネタがもたらされる日まで、しばらく改造はお休みです。
環境が整ったら、各種測定をやっておきたいと思っています。

LXU-OT2-R2-PHO1.jpg

LXU-OT2-R2-PHO2.jpg

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LXU-OT2の両電源化改造(3) 基板上電源配線手直し

この改造をやっていて、あることに気づきました。
ヘッドフォン出力に重い負荷を掛けた状態で、RMAAで測定するとIMD+Nだけが妙に悪い。よく見るとIMD+Nというより、低域の歪率がやたら高いようです。
どれくらい悪いかと言えば、前回作ったNJM2374A換装版より1桁悪く、無改造品とどっこいどっこいなレベル。

こりゃ多分電源が脆弱なせいだな。
SEPIC-Cuk電源のロードレギュレーションがあまり良くない傾向はありましたが、それ以外にも原因がありそうな気がします。そこでLXU-OT2基板の電源レイアウトを見ながら考えました。

+12Vを供給する電源配線ですが、オリジナルはこうなっています。
ot2_psl_original.png
U2の負荷が重くなってきて電圧降下が発生すると、それがU1を直撃してしまいます。

U2が電力を食う場合、こうした方がいいんじゃないかな?
ot2_psl_mod1.png
具体的にはU1~C30間のパターンをカットしてから、+12V電源からC30のプラス端子に向かってリード線を引くことによって+12V配線を追加する作業をします。
ot2-supply2-pos12.jpg

電源周りのコンデンサも追加して、今はこうなっています。
ot2_psl_mod2.png

電源周辺のコンデンサ容量が同じでも、1箇所パターンカットしてリード線で電源供給するよう変更するだけで、重負荷時における低域の歪は半減するようです。

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LXU-OT2の両電源化改造(2) ※試作途上

※まだ試作してテスト中なので、そのまま追試するのは待った方がよいかも。


USB電源から±電源を作る回路を考えます。

既に+側昇圧回路が載っているので、独立した反転コンバータを追加することを最初に思いつきました。
…が、なんかスマートじゃないですね。
それに2個のDC-DCコンバータを近接配置すると、各コンバータの発振周波数の差でうなりが出ることがありますので、同期を取る必要がありかえって面倒になります。

昇圧コンバータのスイッチングを活用してチャージポンプ回路を駆動する方法もありますが、それは電源として貧弱な気がします。力いっぱいヘッドフォンをドライブするにはちょっとねえ。

もうちょっと考えました。

昇圧コンバータによく似た構成でありながら昇圧も降圧も可能な、SEPICという方式があります。
2.7V~4.2Vの間で変動するリチウムイオン電池から3.3Vを取り出す用途などに向いていて、近年割とよく見かけるようになりました。
一方、SEPICのように直流カットコンデンサを入れる負電圧コンバータにCukという方式があります。

回路を見るとSEPICとCukはよく似ていて、左半分を共有化できそうです。
合体させればひとつのスイッチングICで±両電源を作れるんじゃないでしょうか。
ということで、いっちょ回路図を書いてみます。
sepicuk.png
MC34063でも動くとは思いますがシミュレーション時にリプルが非常に大きくなる傾向がみられたので、NJM2374Aへの換装も行うこととしましょう。タイミングコンデンサを小さくして発振周波数を上げる変更も同時に行います。


もともとLXU-OT2の電源昇圧部はこんな回路でしたが
ot1boost.png

改造してSEPIC-Cuk回路にしていまいましょう。
sepicuk2.png

SEPICコンデンサはOSコンの25V6.8uFを使いました。
400mAのリプルに耐えるコンデンサなら積層セラミックやタンタル電解などでもよく、容量は数uF以上あれば差し支えありません。リプル耐量を稼ぐためにコンデンサの容量を増やすのもひとつの手です。
それ以外の電解コンデンサは低ESR品を使います。

こんな感じで作ってみました。
±12Vを生成することができます。
ot2-sepicuk-mod.jpg
s-P1010335.jpg


最初に試作して音を出したときに気づいた点は下記のとおり。

(1)歪率が一桁くらい改善する
(2)S/N比もよくなっている様子
(3)重心が低くなった
(4)低い電源電圧ではうまく鳴らないオペアンプが元気を取り戻す
(5)電源の足腰を強化しないとヘッドフォン負荷が重いときに混変調歪が悪化する
(6)なんとなく中~中低音がもやっとするような、これはなんとかしたい

U1にLT1364、U2にOPA2604を入れて大音量で聴いてみたら威勢がよくて楽しかったです。破壊力と色気が両方備わっているみたいで。
OPA2604ってやっぱり両電源で高めの電圧を与えないとダメなんですね。オリジナルのLXU-OT2に入れると安っぽい光沢感というか安直なお涙頂戴みたいでひどいもんでした。

音質の細かい追い込みは、SEPIC-Cuk電源の詰めが出来上がってからじっくりやることとします。

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LXU-OT2の両電源化改造(1)

LXU-OT2のアナログ増幅回路部は+12V単電源で動作するよう設計されていて、それを10kΩ+10kΩで分圧して仮想中点を作っています。
ノーマル状態のLXU-OT2が1台余ってますので、これを両電源で動くよう改造することにしました。

(1)オペアンプのマイナス電源端子とGNDを繋ぐ配線を切断します。表と裏で計2箇所。
(2)C7のプラス端子とC37のマイナス端子をジャンパで短絡します。
(3)C6のプラス端子とC30のマイナス端子をジャンパで短絡します。
(4)C6とC7のマイナス端子に負電源を供給します。

正電源は従来+12Vを供給していた配線をそのまま使えば宜しいです。

supply.jpg
uracut.jpg
omotecut.jpg

あとは信号経路の段間に入っているカップリングコンデンサを好みに応じて短絡していきます。
U2にJFET入力のオペアンプを使えば、C32とC45は短絡可能です。

C31とC88を残してC38とC39を短絡する場合は、U1には必ずJFET入力オペアンプを使ってください。一方、C31とC88を短絡してC38とC39を残すようにすると、U1にバイポーラ入力オペアンプも使えるようになります。

ot2-sepicuk-mod.jpg

意外にあっさり両電源化できました。
ラックスマンでも最初から両電源化を意識して設計してたのかなあ、と思えてきます。


じゃあその正負電源はどう作るの、という話は次に。
既存の昇圧コンバータを生かしつつ、ダイオードとインダクタとコンデンサを追加して正負電源にする方法があります。

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