AD00031のホワイトノイズをやっつける(その2)

ど素人が片足突っ込んでやけどした AD00031 ですが、どうせなら両足突っ込んで身の程を知ってみようと思います。

オーディオ(アナログ回路)系は憧れながらもほとんど手を出したことが無いので、勉強も兼ねてということで。

もう手軽に変えられる所は試したので、部品の交換とか派手にいじってみます。

と、その前に回路図がないといじりようが無いので基板から回路図を起こしてみました。黒いレジストは見た目は非常にカッコイイんですが、緑レジストと違いパターンを見えなくしてしまうので追うのに苦労しました。ハンダ付け後なので部品で隠れて見えない所はテスターで確認しました。

詳細を載せるのはまずいかもしれないので、ざっくりした回路としてはこんな感じでした。

AD00031の回路の概要AD00031の回路図の概要

オペアンプの出力に4つののトランジスタで構成された SEPP(Single Ended Push Pull) バッファがついていて、SEPP の出力を負帰還する形の構成になっていました。ここまでは普通のアンプのようです。

AD00031 ではさらに SEPP の出力に対し直列に電流測定用の抵抗がついていて、それを正帰還(?)しているようです。

私にはこの正帰還部分の動作がまだ理解できてません(^^; 雰囲気的には、OUTに流れる電流が小さいと測定用抵抗での電圧降下が下がる→OUT の電圧が上がる→正帰還されてアンプのゲインを上げる→流れる電流を増やすという感じでフィードバックされる・・・のかな?

抵抗を変えてみる

まず抵抗を変えてみます。抵抗にも音響用のものがあり、「抵抗 音質」などで検索すると色々なページが表示されます。

一般的な抵抗は巻線抵抗なので、ものによってコイル成分が変わり、確かに音に影響しそうな感じはします。

また、ホワイトノイズの原因は熱雑音であるらしく、熱雑音は抵抗などの部品から発生するとも書かれているサイトがありました。そういった意味では、抵抗を変えるとホワイトノイズの具合も変わるかもしれません。

変更するのは、回路図に出てくる抵抗と、SEPP 内にある2本の抵抗です。結果的に LED 点灯用の抵抗以外は全て置き換える形になります。

これを差し替えるわけですが、試行錯誤できるようにしたいと思ってこんな感じにしちゃいました。

抵抗をソケット化!!抵抗を全てソケット化!!!

地味に大変でした。はじめは IC ソケットを付けてしまえばいいじゃんと思っていましたが、微妙に抵抗の間隔が 2.54mm より広くてソケットが刺さらず、結局秋月で買った丸ピンICソケットを 1 つ 1 つ切り離してハンダ付けという気の遠くなる作業を行いました。

ただ、このおかげで回路を変更しやすくなったのでやってよかったです。

右側の抵抗は千石電商で買ったタクマンのオーディオ用金属皮膜抵抗 REY (青緑色のやつ)です。1kΩ だけ品切れだったのでオーディオ用カーボン抵抗 REX (1本だけピンク色のやつ) にしました。

素人が聞いても判別しやすいように、モノラル入力にして(下側のジャンパーみたいな抵抗でやってます)、右だけ REY/REX に置き換えて聞いてみました。

結果は・・・全くわかりません(泣)

イヤホンを左右入れ替えてみたり、シャッフルしてブラインドテストしても全く違いが分からず。私の耳には抵抗の違いを感じることができませんでした。

結果

  • 普通のカーボン抵抗と音響用抵抗の違いは分からなかった
  • 抵抗を変えてもホワイトノイズは減らなかった

 

SEPP部のコンデンサを変えてみる

続いて、オーディオ系で改造といえばまっ先に出てくるコンデンサです。

AD00031 では売り文句の通り、出力に直列にコンデンサが入っていません。コンデンサは電源ラインと SEPP のバイアス生成部に使われているだけです。なので、一般的な回路よりコンデンサによる音の変化は少ないかもしれません。

SEPP 部ではちょっと変わった使われ方をしています。素人なのでこういう回路は見たことがないのですが、よくあるのでしょうか。

SEPP部の回路図SEPP部の回路図

正直このコンデンサがどういう役割をしているのかわかりません。
電源投入直後のポップノイズ軽減・・・なのかな? 電源投入直後に後段のトランジスタを確実に OFF にするため・・・とか?

基本的には前段のトランジスタの VBE が変わらない限り、一定の電圧がかかっているだけなので信号の上下(音質の変化)には影響しないのではないかと思いますが、モノは試しです。

これも右側だけ先に交換して違いを聞いてみました。

SEPP部のコンデンサを FineGold に変更右側の SEPP 部のコンデンサを FineGold (金色のコンデンサ)に変更

使用したのはルビコンの Fine Gold です。金色のボディがカッコイイですね。
音響用のコンデンサとしては、とびきりいい訳ではないけど音響用としては安いのでコスパ的によい、という感じの位置づけのようです。

結果は・・・全く違いが分からず(苦笑)

やはりここのコンデンサはあまり音質に影響しないんですかねぇ。

結果

  • SEPP部のコンデンサの違いによる音の変化は感じられなかった
  • ホワイトノイズも変化なし

長くなってきたのでまた次回。

AD00031のホワイトノイズをやっつける(その1)

個人的にはちょっとガッカリだった AD00031 ですが、1 万円も出したのでもう少し無駄あがきしてみることにしました。

一番のネックはホワイトノイズなので、これをどうにかできないか素人ながら試行錯誤してみたいと思います。

いろいろググって得た情報をもとに、まずは簡単なところから試してみます。

インピーダンス調整用の抵抗を変えてみる

どこかのサイトでインピーダンス調整用の抵抗を大きくするとホワイトノイズが減ると書かれていたので試してみました。

今までは調整値 ±2 位の上下を試しただけでしたが、一番変化があるであろう最小値(2.0Ω = 16Ωのヘッドホン用)と最大値 (8.2Ω = 66Ωのヘッドホン用) で聴き比べてみました。

音質の変化はやはりヘボ耳では感じ取れませんでしたが、音楽の音の大きさは違っていて、抵抗値が大きい方が若干音が小さかったです。音楽の音が小さくなるのと一緒にノイズも小さくなるようです。音楽が小さくなった分ボリュームをあげるので、相対的にノイズが小さく感じられるようでした。

考えてみれば、電流帰還をするための電流測定用の抵抗でしょうからスピーカーと直列に入っているんでしょうね。そりゃ抵抗値を大きくすれば音は小さくなりますね。

ただノイズが小さくなったとはいえ、付属の抵抗値の最大の 8.2Ω では気にならないレベルまで小さくなるわけではないです。普通にノイズが聞こえます。

ホワイトノイズ対策にアッテネータ(減衰器)をアンプとヘッドホンの間にはさむと良いと書いてあるサイトもありましたが、同じ理屈なのでしょうね。ただ高いアッテネータを使わないと周波数特性により音の傾向が変わってしまうようです。

出力に直列に入っている抵抗をむやみに大きくすると、電流帰還部分の定数も変更しないといけないでしょうし、ここをいじるのは素人にはちょっとハードルが高いです。

結果

  • 抵抗による音質の違いは分からなかった
  • 抵抗値を大きくするとホワイトノイズが減った
  • でもノイズは気になるレベル
  • 無闇に抵抗値を大きくすることは難しそう

電池を変えてみる

また、これもどこかのサイトで、電池によっても音が変わるといった事が書かれていたので、これも試してみました。

確かに内部抵抗の小さい電池なら信号の立ち上がりを早くような気もします。ただ、大電流を駆動するならまだしも、イヤホン/ヘッドホンを駆動するくらいの電流なら電池の内部抵抗なんて関係ないんじゃないのかなとも思います。電源ラインにコンデンサも入ってることですし。

試したのは以下の 3 種です。

結果は・・・私のヘボ耳では違いがわかりませんでした。

ボリュームも大きめにしてみたり、低音の多い曲、高音の多い曲も聞いてみたのですが、全く違いは感じられず。やっぱり電池では変わらないのでしょうかね。

今回は満タンで試したので、電池が減ってくると違いが出てくるとかはあるかもしれないです。

結果

  • 電池による音質の違いは分からなかった
  • 電池を変えてもホワイトノイズは減らなかった

 

インピーダンス調整用の抵抗は効果があったので最終手段としてはありですね。

手軽に変えられる部分は試したので、次回はもっとドラスティックな変更を加えてみたいと思います。

電流帰還式ヘッドフォンアンプAD00031を作ってみた

先日の投稿でMP3プレーヤを作ろうと書いたものの、調査のついでに見つけた電流帰還式ヘッドフォンアンプ AD00031

ポタアンにも興味があったので衝動買いしてしまいました。

買ってみた&作ってみた

140422-ad00031
AD00031 を衝動買い

 さてはやる気持ちを抑えつつ内容物を確認します。

140422-ad00031-2開梱したところ

カラー印刷の説明書はとても丁寧に手順が書いてあります。部品点数もそれほど多くなく、狭い部分もないので作るのは比較的簡単だと思います。

ケースに当たらないように部品の足を短めに心がけたくらいでしょうか。

で、1時間もかからないくらいで完成。

140422-ad00031-3完成したところ(OPアンプ未搭載)

ケースに入れるとこんなかんじです。

140422-ad00031-4

アルミケースとフロントマスクがかっこいいですね。キットとは言わなければわからないくらいの高級感です。

早速聴いてみた

早速 iPod touch とイヤホン(SHURE SE215) とヘッドホン(SONY MDR-XB600)を繋げて聴いてみました。

第一印象は・・・無音時のスーというホワイトノイズ(?)が多い、でした。ボリュームの大きさに関わらず一定のホワイトノイズが鳴っています。半田不良や部品の付け間違えがあるのではないかと思って見なおしてみたのですが、問題は見つからず・・・。

インピーダンス調整用の抵抗も SE215 の 20 Ωに合わせたあと、上下にある程度振ってみたのですがホワイトノイズについてはあまり変化がありませんでした。MDR-XB600 でも同様にホワイトノイズは気になるレベルでした。

こういうものなのか、キット作製時のミスなのかわからないのでなんとも言えませんが、値段が値段だけにちょっと残念でした。キットですが回路図が公開されていないので(見つけられてないだけ?)、試行錯誤することも難しいですし。(素人に試行錯誤で改善できるのかという疑念もありますが)

あとできるとしたらオペアンプの交換ですね。あとで秋葉原行った時にでも買ってきてみます。

他の方のブログや、Amazonのレビューを見るとオーディオマニアやプロの業界の人が高く評価されていたので、私のハンダ付けの腕が悪かったのかもしれません。

 

音については・・・ド素人の私にはあまり違いがわかりませんでした。正確には違いがあることはなんとか分かるのですが、どう違うのかよくわからないというか。

SE215MDR-XB600 もどちらも明確な音の変化は感じられず・・・というよりも聞き分けられるほどの耳を持っていないんでしょうね。きっと。

 

総合すると、オーディオ素人の私にとってはちょっと残念な結果になりました。曲間のホワイトノイズが気になってしまって、結局 iPod から直接イヤホン・ヘッドホンを繋げた方が私の好みのようです。

そういえば、昔にもポタアンが欲しくなってヨドバシで試聴機を聴きまくったことがあったのを思い出しました。その時も iPod のドックコネクタから Line Out を取り出すと音が良くなるとネットで読んで、ドックコネクタ接続可能なポタアンを片っ端から繋いで視聴したのですが、今ひとつ値段分の音質向上を感じることができず、諦めたのでした。

やっぱり、オーディオのディープな世界に、素人が安易に手を出すとヤケドしますね。いい勉強になりました。

RaspberryPiで据置型MP3プレーヤを作る(妄想)

ずっと前に買って以来、全く使われていなかった Raspberry Pi を使って MP3 プレーヤを作ってみようと妄想中。

きっかけは 日経Linux 2013年9月号 に載っていた、Raspberry Pi と 秋月電子USB DAC キットを使ったミュージックサーバの記事でした。

秋月の USBDAC は安いのに音がいいと好評らしく、これを使って家で使える MP3 プレーヤを作れないか考えてます。

妄想としてはこんな感じ。

mp3プレーヤの構想

  • 音楽はUSBメモリに入れる
  • 音楽はUSBDAC経由でアナログ出力する
  • USB のリモコン受光器も繋げておいて、赤外線リモコンで操作を行う
  • 再生曲などの表示はバックライト付きLCDか、OLEDで行う

常用できるものを作りたいので、とりあえず家電っぽく使えるのを目指したいと思います。
AirPlay とかもやってみたいけど、まずは欲張らずに基本機能を作ります。

表示部は LCD より OLED が使いたいな。緑色のOLEDは蛍光表示管みたいでかっこいいし。使うなら Strawberry Linuxグラフィック有機ELモジュール が良さそう。

赤外線リモコン部にはビットトレードワンの USB接続 赤外線リモコン キット を使う予定。
これはリモコン受信だけじゃなくて送信もできるスグレモノで、HID デバイスとして認識され、リモコン操作がキー入力として扱えるみたい。
USB PICを使ってて、ソースコードも公開されていて改造もできてしまうらしい。太っ腹。
うまく作れば、このモジュールだけ別電源にしておいて、電源ON/OFF制御をさせることもできちゃうかも。

 

久しぶりにビットトレードワン覗いたら電流帰還式ポータブルヘッドフォンアンプなんて発売してたんだ・・・。据置型の方すごく評判いいみたいで気になってたんだよな。くそー欲しいじゃないか。

koboにシリアル端子を増設

以前 kobo touch にUSBシリアルを繋げるKobo 用のシリアルコネクタ作成という記事を書きましたが、kobo glo では後ろに E-ink パネルがあって治具が貫通せず、この方法が使えなかったためコネクタを追加することにしました。

普段使いもしている端末なので、ケースにバリバリ穴を開けて線を引き出すというのではなく、外観を損なわないような方法を考えました。

コネクタの位置ですが、microUSB 端子の横に隙間がありそうだったのでそこに追加しました。

130706-glo-uart
端子の位置と配線図

 

端子はICソケットの丸ピンタイプ(秋月電子へのリンク)の足を切ったものを使用し、ホットボンドで固定しています。

ちょっと汚いですが拡大するとこんなかんじです。

130706-glo-uart2

プラグの方は丸ピンのIC連結ソケット(秋月へのリンク)を使いました。

130706-uart-pin

接続するとこんなかんじです。

130706-glo-connection

筐体がそこそこ厚みがあるのでがあるのでピンの長さが足りるか心配でしたが、ギリギリ届いているようで、差し込んだ時にクリック感(?)があり、しっかりホールドされます。

逆向きに挿せてしまうので、向きを覚えて置かないといけないのが難点です。

5ピン分の幅を使って、2番めのピンを切り落として逆には挿さらないようにしたほうが良かったかもしれません。

 

外観はこんな感じです。

130706-glo-hole

穴を開けただけなので、注意してみない限りほとんど目立ちません。個人的に大満足の出来です。

 

ケーブルの先はこんな感じになっています。

130706-uart-usb

適当に余っていたケースに入れたのでかなりスカスカです。

シリアル変換には前回同様、秋月のFT232RL USBシリアル変換モジュールを使ってます。今見たらキットも出てるんですね。ピンヘッダを自分でハンダ付けするだけで150円引きはお得です。

やはりケースに入れるとぞんざいに扱えるのでいいですね。むき出しだと常にショートしないか気にしないといけないので、精神的に煩わしいです。

 

ついでに Touch の方もやってみました。

130706-touch-connection

 

これで裏蓋を開けなくても手軽にデバッグできるようになりました。touch と glo を行き来するのもケーブルの差し替えで済むのラクチンです。