2017年3月27日月曜日

ベースマシン ACアダプタを使った電源の構想

単3×6×2で±9Vを電池で運用しているが、すぐに電池が切れてしまって使いにくいし、電池の大量廃棄がしのびない。

テスタで電源の電流を測ると、

+9V: 215mA
-9V: -15.2mA
GND: 198mA

だった。+9VからGNDに198mA流れ込み、残り(15.2mA)は-9Vに流れてることになる。+9V側は2000mAhある単三電池でも10時間程度しかもたない。シーケンスを打ち込んだりエフェクターを掛けたり、DAWに取り込んだりしてたら、10時間なんてあっという間だ。

ベースマシンはもともとデジタル・ノイズが盛大に乗っているのでスイッチング電源でも問題はない。(将来的にはLPFを入れたりして帯域外を削りたいが、どのみちAudioI/Fでカットされるので後回しにしている)

使ってないACアダプタが結構あるので流用する方向で電源を考える。

ACアダプタを使って±9V(ぐらい)の電源を作る方法


1)9V(ぐらい)のACアダプタを2個使う
2)18V(ぐらい)のACアダプタを使って分圧して±9V(ぐらい)を作る
3)9V(ぐらい)のACアダプタを1個と、負電圧コンバータを使って±9V(ぐらい)を作る

余ってる5V以上のACアダプタの仕様(筐体に表記されているもの)をチェックしたところ、10Vが1個、12Vが2個、16Vが1個だった。


左から、Fujitsu(10V/600mA)、Ktec(12V/3A)、IBM(16V/3.36A)、Microsoft(12V/1.3A)

いずれもいつ買ったものかわからないが、IBMのは20年ぐらい前に買ったThinkPad用のものだと思う。

MacBookのACアダプタもあるが、ケーブルの損傷が激しいので使いたくない。関係ない話ですが発火事故を起こしたしたのはAppleのACアダプタ(純正)だけ(ーー; 今思い出してもApple Storeの対応に腹がたつ。二度とApple製品は使うまいと思ったのです。(と、言って懲りずにまたiPad使ってますがw)

ACアダプタの出力特性をチェック


100Ω/3Wの酸金を2個並列にして50Ωの負荷抵抗として出力して、テスタのDCモードで電圧を測定して、オシロのACモードで出力変動を見てみた。

Fujitsu(10V)

電圧:12.17V


10Vといいつつ12V以上出ている。

波形を見るとトランスを使った電源の安定化前ものと似ている。(参考:「トランスを使った±9V安定化電源 出力チェック」)

持つとずっしりと重いのでトランスを使ってるかな?

Ktec(12V)

電圧:12.16V


Fujitsuのとは縦横とも縮尺が違って、電圧変動は少ない。

IBM(16V)

電圧:16.46V


きっちり16V程度出ている。これも縮尺が違ってKtecのものよりノイズレベルは高い。

Microsoft(12V)

DCプラグの径が2.1mmではなく実験できなかった。

ノギスで測ると、内径3mm外形5mm。ちょん切って2.1mmのプラグをつけようと思ったが、ケーブルが太くてプラグのカバーに入らなさそうなので諦めた。

作戦の検討


1)ACアダプタを2個使う


スリムタイプの9VのACアダプタを2個使えばすっきりするが、現状だと12VのでかいACアダプタを2個使わないといけない。(しかも片一方のFujitsuのは安定化されていない)

秋月で9VのACアダプタが600円ぐらいで売っているので最後の手段とする。

2)18V(ぐらい)のACアダプタを使って分圧して±9V(ぐらい)を作る


TLE2426

18V近くというとIBMの16VのACアダプタしかないが、±8Vでも問題ないのでこれを分圧できれば可。だが、プラス側の電源電流が200mA以上と大きいので定番のレール・スプリッタのTLE2426は使えない。TLE2426はDATASHEETの定格では±20mA。

OPAMP+SEPP

OPAMPの出力をTrのPush Pullで出力を補強してOPAMPに負帰還をかけるという回路。


負荷抵抗のRL+は42Ωにして約215mA、RL-は600Ωにして約15mA流れるようにしてみた。


シミュレーションではうまくいっているように見えるが、ブレッドボードで実験すると出力電圧が波打つように変動してしまった(Trは2SC2655/2SA1050を使用)。やりかたがおかしいのかもしれないが、うまく動かすのは難しそうなので、今回は不採用として将来の宿題とします。

TLE2426+LME49600

バッファICのLME49600は250mAまで出力できるので、レール・スプリッタのTLE2426で仮想GNDを作り出し、LME49600で補強。

回路図

ブレッドボード図

IBM(16V)を使って実験してみたが、LME49600の表面温度が100℃近くまで上昇したので実験中止。LME49600は安い素子ではないので壊れたら困る(^q^; オーディオ用に温存したい。

3)9V(ぐらい)のACアダプタを1個と、負電圧コンバータを使って±9V(ぐらい)を作る


LT1054という正電源を与えれば負電源を作り出す不思議なICがある。仕様上は出力電流は100mAとなっている。

かんたんにテストして動作確認はしてみたが、まだ負荷をかけた状態で実験していない。ベースマシンの負側の電源電流がそれほど大きくないので使えるかもしれない。


なかなかおもしろそうなテーマですが、最近電源ばっかりで嫌気がさしてきたので、もう少しやって最悪9VのACアダプタを2個仕入れるという方向で考えてみたいと思います。

LME49600ヘッドホンアンプ Ver.2 ボリュームを交換

Alpsのスイッチ付きの2連ボリュームのギャングエラーが顕著なので、共立で台湾製のオーディオ用ボリュームを仕入れて交換した。AlpsのPOTはハズレをひいたのかも?

抵抗値はノイズ対策のため(気休め?)送信側からそこそこ電流を流すために10kΩのものにした。


つまみもボリューム調整がし易いようにいつもより太いものにした。

POTの底部のナットと基板がギリギリ干渉してしまうので斜めに取り付けた。



自作の±9V電源をつないで音出し中。


電源ケーブル(DC×2)は手持ちのプラグがなくて、実験用に作ってあったものを流用。そのうちちゃんと作る。

メモ:


まだ十分に聴きこんでいないが、台湾製のオーディオ用POTはトルク感があってヌメヌメ回せる。ギャングエラーもほとんど感じられない。消え入る寸前までボリュームを絞ると若干左右のバランスがおかしくなる感じ。

楽器やエフェクターならやっすいPOTでも十分役目を果たしてくれるが、オーディオ用途にはそれなりに高品質のものを使ったほうがいい。

ハイ・グレードのものはめちゃくちゃ高いが、内部には手出し出来ないのでお金で解決するしかない。

電子ボリュームなら単連のPOTやロータリーエンコーダで制御できるが、マイコン(デジタル・ノイズ源)が必要になるのでいかがなものでしょうか。

この構成だと、ケースはタカチのYM-150だとキツキツなのでもう1~2まわり大きいものの方がいいと思う。

2017年3月24日金曜日

トランスを使った±9V安定化電源 でけた(気がする)

タカチのYM-200を穴あけ加工して収めてみた。

上から

前から

後ろから

DC±9V出力の2個めはDCジャックの数が足りなかったのでそのうち実装するつもりで穴だけ開けていおいた。

上面カバーを装着

カバーで覆ってしまえばモノアイっぽい。商用AC100V電源をDC±9Vにただ変換するだけのストイックなユニット。

ある意味原発に近いかもしれない。外から見ればただ電力を供給するだけのユニットだが、ときどき中をあけて点検しながら運用してみて事故らないことをお祈りする。

事故ったのはロシア製だからで、日本製だから大丈夫!

ACインレットの穴

ACインレットをハメてしまえば外からの見てくれは変わらないので、角穴の仕上げはかなり妥協。

トランスの固定方法


トランスの台座が鉄っぽいのでケースと絶縁するべきなのかどうなのかよくわからなかった。普通に考えればトランス本体と台座が導通してたら、ビリビリしたり下手するとショートして大変なことになりそうなので絶縁されてると思うが、一応全部の出力線との導通をチェックして絶縁されていることを確認して、ケースに直付けした。

思い込みは危険なので最初はトランス(とヒューズとACインレット)だけケースに取り付けて、軍手をはめて通電してようすをみて安全を確認した(^q^;

今回は共立のトランスなのでやりすぎかもしれないが、ジャンク品や中華製などを使う場合はこれぐらいやったほうがいいと思う。(中華製が粗悪という意味ではなく、仕様と違うことがあるのでちゃんと確認したほうがいいと言う意味です)

基板とケースの絶縁


手持ちの10mm長のスペーサーを使うと3300uFの電解コンの高さがケースを飛び出してしまうので、プラ製のナットを基板とケースの間に挟んでケースから浮かせている。

アルマイト加工のケースなので表面は絶縁されているが、基板の裏側が万が一導通状態になってしまうと危険なので、ケースの基板の下の部分にビニールテープを貼って、基板の裏側がケースと接触しても被害が少なくなるようにした。

出力波形


±9V出力に100Ωの酸金抵抗を負荷としてつないで、オシロのACモードで電圧変動/ノイズを再度測定してみた。

電源オフ

電源オン

ケースに入れる前よりよくなった。

電源ケーブルのホット・コールドを逆に差す

悪化(^q^;

Github:
https://github.com/ryood/LME49600_HPA_V2/tree/master/%2B-9V_PSU

メモ:


AC電源はかなり劣化の激しい電源タップからとっているし、ホット・コールドの確認もちゃんとしていない。今まで自作のオーディオ機器でAC電源を使ったことがなかったので気にしてなかった。→そのうちちゃんとする。

そういえばオシロのキャリブレーションを久しくやってなかった。縦軸20.0mV/divはOWON DS7102の最大解像度なのでちゃんとしないとだめか。

角穴を手作業できれいに開けるのには職人芸が必要なのか?