Bluetooth Receiver Board 壊わす

色々考えてるうちに
ペルケさんのHPではVersion2が掲載された。
それとは別に、僕は、DeadCopyから横道にそれてOPamp電源ノイズを減らせば良いではないかと思い始め、12Vの供給電源ではなく、OPampの９V電源部(DC/DCコンバータで9Vに調圧した後のもの)にLCRフィルタの挿入を考えた。そのために、OPampのソケットを基板から剥がしたくなった。

不幸が発生した。

ハンダ吸いとりに時間が掛かったので、コテとドライバーを併用してソケットを剥がそうと思って力を入れたらソケット周りの面実装抵抗１つと／積層セラミックコンデンサ類2つを飛ばしてしまった。
Hazukiルーペ？を使って治そうと試みたが、(実際は、照明付き10倍拡大鏡の比較的良好な環境でトライした）手が震えてハンダ付けなどできなかった上に、積層セラミックコンデンサを破壊してしまった。

2200円がお釈迦に(笑)

剥がしたOPampとBT -PWB

TAM121115のことが気になって追試してみた

TAM121115 トランス　の追試をしてみた

購入したTAM121115

■TAM121115トランス特性の妄想

トランス 式USB DAC 2号機を作ろうと思い、ヤフオクで比較的入手しやすくて特性のよさそうなTAM121115トランスを購入した。
特性がタムラのカタログにはないので、やや不安。

特別な型番がついているTAM121115

　入力側が150Ω　

　出力側が600Ω

コアのサイズは、TpCシリーズと同じ(40x35x25高さ)なので、

最大使用レベルは,10~13dBmを想像した。

PCM2704のスペックシートによると、アナログ部のパワーはP0＝12mW(@RL=32Ω)なので、150Ωで受けると2.4ｍW ＝4dBm程度の出力となる。(0.6V出力)

想像上の最大使用レベルなら十分だ。

TD-1の入力側を並列に使用するのと同じ特性を期待して購入。

でも、おんにょさんの以下のHPに歪率がそれほどでもないと書いてあるのは知っていた。

　　　トランス式USBDAC・TAM121115を試してみる

■TAM121115トランス特性を自分なりに追試　

その結果、歪率の悪さの結果を納得

追試コンフィグレーションは以下の通り。

LCRフィルタ部だけ切り取り（おんにょさんのHPの形式に準じた）

　L=1mH

　C =0.039μF

　R＝240Ω

出力側

　R=1kΩ

結果

FFTの結果

　FFTで50Hz~100Hzで歪率の悪い要因を見てみる。
　理由は不明だが、やはり　50Hz 100Hz は良くない。3次高調波成分が突出してる。
　1KHzになると、2次/3次の高調波は低くなるようだ。でも、2次と3次の高調波が存在しているのはわかる。

Vin=600mV@50Hz 

Vin=600mV@100Hz

Vin=600mV@ 1kHz

■TK-10 で比較検討
全く同じ試験コンフィグレーションで、preamp用に手持ちの
TK-10をFFTに掛けてみた。
　50Hz 100Hzで3倍音成分は少ない素直な特性。
　50Hzの時に3次高調波成分150Hzのピークが20dB低い。-66dBと-87dB
　%に直すと0.034%と0.0045%
　0.01%〜-80dBの前と後は差があるな〜って感じ。
　実際にはその差を感じ取れる訳ではないんだけどね。
さらに1kHzでは、2次/3次の高調波は無いと言えるレベルだ。TK-10が素直な特性である事がわかった試験になった。

Vin=600mV@50Hz

Vin=600mV@100Hz

Vin=600mV@1kHz

■ここからは勝手な推測　理由はないので本気にしないこと。
うーん。
ペルケさんのトランスDACのページで紹介されているものを眺めていると、
入力側にセンターがあるものの方が低域の特性が良さそうに思えてきた。
PPとsingleのトランスの関係ようなものか？
製品の対称性に起因するのか？

ペルケさんのトランスDACのページで紹介されているものは、CTがあるのがほとんどで、低域の50Hzが良くない理由はコア容量の飽和となっている。
一つだけCTがないトランス：春日無線KAI-10Kがあった。
200Hz以下で派手に歪んでいる。理由は2次高調波ではなくて3次高調波なんで
ここでの計測と同じ傾向。
ぺルケさんのHPには、「3次高調波は腰抜けになることはない。まぁ許せる範囲」と
書いてある。ので、これを使用して子ども用にDACを製作する予定だ。
CTとPPとsingle…の仮説は………………


■USB_DAC製作結果はこちら
　https://iwharpar.blogspot.com/2019/04/usb-dac-2.html

改造 トランス式USB DAC(TD-1W) を整形手術してみた

1月製作のトランス式USB DAC1号機 (以下のblog) に整形手術を施した。
http://iwharpar.blogspot.com/2019/01/dac.html

今回の手術の目的は以下の3つ
    ①低音域のセパレーション向上
　②高音域のセパレーション向上
　③美顔の施術

①コンデンサ容量増加

低域のセパレーション向上のため、コンデンサの容量を大きくした。
　　220μF→2200μF
　推奨は1000~1500μF、スペースがあったので、（コンデンサを倒して）勝手に大きくした。コンデンサ容量が大きいので、USBDACを認識するのに時間がかかる。
　聞いたところの差は分からない。

C5,C6水色の470μFは2200μFの誤記

水色で現状を示した

C5,C6：　2200μF
LPF：　「1mH＋0.039μF//240Ω」
2次側負荷：　1kΩ 

②インダクタ直交配置
　高域セパレーション特性向上のためにインダクタの配置を変更した。
　ぺるけさんのHPによると、インダクタを離して、かつ、インダクタの軸が直交する様にし、相互干渉を少なくすると高音域のセパレーションが向上するという事らしい。

③入力のアダプタを背面配置
　見てくれを向上
　自分で板金をしたので、背面パネルは傷ダラケ！
　サテン仕上げの勉強になった。
　ホールソーによる穴開きも実施。
　切削油は必須とわかった。

■整形施術後

正面(LEDのみのsimpleなもの。
TAKACHIの部品使用なので美しい。)

背面側　穴あけ位置精度が怪しい　
パネルは手作りなので傷が多い
アルミの端材をサテン仕上げにした。

手術の途中段階（②まで完了時点　3/30の朝）
インダクターの位置がUSBに干渉することに気づく前

手術完了時点のはらわた
前面・背面パネルを新調して、インダクターも移設した

逆方向から見る

恐る怖る 1号機アンプ の特性計測

やはり、怖れていたことが現実になった。

’トウシロウ’が製作した1号機の周波数特性を計測

拙Blog　”１号機　超三極管接続アンプ　堂々完成？”　は以下のリンク　

　　https://iwharpar.blogspot.com/2012/01/blog-post.html

周波数特性6Hz~30kHz

利得:7.95倍（18dB)

チャンネルセパレーション：未計測

応答特性（1kHzと10kHzを取得）

Singleにありがちな特性です。　

なんと、周波数　10Hzに山があり、8kHzに極がある。

驚きの8k問題です。

低域の10Hzはインピーダンスがあっていないのかなぁ～～。

トランスの単体特性を計測しないと分からない。

悲しくなってしまいました。

１号機は解体して　普通なSingleAmpにしようと思う。

今年の目標。
改造の空想に続く
　http://iwharpar.blogspot.com/2019/04/1.html

涙なみだの　周波数特性

帯域はこちらから読み取り

1kHz 1V 入力　FFT結果　2次高調波主体の歪。でも大きい。

1kHz ステップ応答
（これはさすがにそれなり。）

10kHz ステップ応答(周波数特性から推定できる程度に丸みを帯びている。）

■全高調波歪の概算値
　1kHz@1V,0.125W(~20kHz)における全高調波歪を概算してみた。

　FFTの結果から、1.5%程度になる。
(多分A級アンプはこんなものでしょう。FBの量を理解していないので）
　2次高調波が多いのは、歪が打ち消されていないため？
　以下のページはすごく分かりやすく書いてある。

　　　http://neax.sakura.ne.jp/tube/note/thd/thd1
　もしかすると、ノイズフロア相当分は計測精度より下なので、一定値に見えたり
するのかと手前味噌なことを想像しています。

項目 概算値（グラフから読取） 比に直すと パーセント 2次高調波 -40 dB 0.01 3次高調波 -70 dB 0.0003 4次高調波 -80 dB 0.0001 ① ノイズフロア -90 dB 0 ② 周波数帯 ～20kHz 0 ③=①×② ノイズフロア相当分 0.00002 4.1E-06 0 同上 -47.0 dB 0.0045 4096点でFFTやってると考えると　 -53.9 dB 0.0020 合計（連続系） 0.0149 合計（離散系と仮定） 0.0124 全高調波歪率(連続系) 1.5％ 1.49% 　　　　　　(離散系) 1.3％ 1.24%

3代目 6DJ8 MiniWatter差動アンプの特性計測

3代目　6DJ8　MiniWatter差動アンプの特性計測

初めて、AnalogDiscovery2で特性計測をしてみた。

今までは、電圧をテスタで計っただけで、
設計図通りできていると思いこんでいました。

■今のところの計測の課題

①歪率の特性の調べ方がわかっていない。(FFTはできるが見方が分からない。)

②また、左右のChannelを同時に周波数計測をするとうまくいかない。

■周波数特性

（L-Ch)

（R-Ch)

　　ほぼ、Lchと同等。

■セパレーション特性

　

　20-20kHzで78dBを確保している。

■ゲイン(帰還ゲイン込み）

　L：5.6倍

　R：5.6倍

■周波数帯域（@0.125W)  

　L:5~125kHz

　R:5~125kHz

■最大出力

（取り合えず5%出力低下時を記載)  

　L:１W(入力=550mV)

　R:１W(入力=550mV)

（出力低下が小な時点を記載)  

　L:0.95W(入力=500mV)

　R:0.95W(入力=500mV)

■歪率特性

　TBD（検討中）

ぺるけさんの BlueToothAudioレシーバーを作りたい

ペルケさんの以下のHPのDeadCopy品　BlueToothAudioレシーバーを作りたい

　　　　http://www.op316.com/tubes/lpcd/bt-receiver-v1.htm

■　一番乗りを目指す

　ペルケさんのHPのBlueToothAudioレシーバーのDeadCopy品の一番乗りを目指したが、既に完成した方がおられた。少し悔しい。でも、最初の製作記事は2019年 3月3日に記載されたから、そうだよなぁ。フットワークの良い人はすぐできちゃうよね。

「オーディオ自作ヘルプ掲示板」に　2019年 3月15日(金)09時06分50秒　に製作済みの投稿がありました。

■中国製　BlueToothAudioレシーバーボードの僕の印象

①ちゃちなボード

②ボードの裏面に油性の垢がついていた。清浄度管理した部屋で組み立てられたとは思えない。

③ボード自体が薄くて力を掛けるコネクタの抜き差しをするとと曲がってしまい作業に気配りが必要だ。

④ボード上のコネクタがガタガタについているので、コネクタの抜き差しがスムーズでない。（仮組立をする時に気になる。組立て完了すれば問題はない。）。

⑤電解コンデンサのメーカーはあまりお目にかからない。（適当な耐久性があれば、問題がある訳ではない。）

購入したボード

■ペルケさんのHPの指摘内容を抜粋

①この基板は、amazon.co.jpで「Bluetooth レシーバー ボード」で検索して画面をめくってゆくとやがて複数の出品が見つかると思います。中国製のもので、グレーの心許ない緩衝材付きの袋に無造作に入っており、マニュアルや解説書のようなものはなく、基板とケーブルがポロリと出てきただけの実に不親切なシロモノです。CSRA64215を乗せたBluetoothモジュールに電源部やアナログ出力部を追加した構成になっています。

②実際に基板を入手してみたところ、基板のアナログ部に実装されているCR値が異なる2タイプが見つかりました。

　Bluetoothの基板を再度購入したら、なんと1μFに変わっている。まさか、私のレポートを見たわけでもあるまいし。

　今回入手したBluetooth基板は、最初にレポートした基板とは異なる定数のCRが乗っていることがわかりました。

　回路図にすると以下の通りです。

　出力コンデンサ容量だけでなく負帰還抵抗値も違います。

　低域補償の回路定数は27kΩ＋0.18μFでもほとんどOKですが、24kΩの方が10Hzで1dB程度改善されます。

③基板上にはコネクタがたくさんついていますが、それぞれの役割は裏面を見ると概ね見当がつきます。OUTがアナログ出力（L/R）、INが外部入力（L/R）という表示ですが、どうも左右が逆のようです。アナログ出力は、Bluetooth側がPLAY状態になっていない時はリレーによって外部入力に切り替わりる仕様になっています。

④2/22に発送したというBluetooth基板が今頃着いた。　一体どこで何をしていたのやら。　3/11（これはボードの出来とは関係ないか？）

■レシーバーボードの購入

僕は、amazonで安い店のものを購入したので、どちらのボードが送られたのかな？

約2200円のものと約2900円のものがある。

2200円の店のものは、Type2のボードでした。

amazonの２件は以下の通り。

①　CSRA64215 Bluetooth 4.2ワイヤレスオーディオレシーバーボードAPT-XスピーカーBluetooth DIY

　　AIYIMA　￥2,189 　送料無料　発売元:Aoshike Top

②　Swiftgood CSRA64215ロスレスミュージックハイファイブルートゥース4.2レシーバーボードTWSオーディオモジュール

　　Swiftgood　￥2,906 　￥ 199 発送　発売元:Swiftgood

■記事の続き
　製作　Bluetooth Receiver Version1
　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/05/bluetooth-receiver-version1.html

電気自動車

　Li-ION電池の出力と容量について興味があったので、電気自動車は、どんなものか調べてみた。
　今使っているNotePCはLet's Noteで、バッテリハウジングの形状や外部充電器の仕様(16V4A)から、18650のLi-IONバッテリーセルを4直列、2並列で使用しているようだ。
　それに比べると、ネットで自動車用のバッテリを調べると、以下のようなものになる。

■モーターの電圧

　350~400Vくらい

■モーターに必要な電流

　100A

■モーターのパワー
　上記の２つから、モーターのパワーは40kW程度

これは、1輪分のモーターか？　

普通のガソリン車は100kW程度の出力があるからねッ。

　

■Li-ION電池のサイジング
　Li-ION電池セルは、公称　3.7V程度だから、100直列ぐらいになる。
100Aの電流を流そうと思うと、Panasonicの18650タイプのLi-ION電池セルはC=3.5Ahぐらいが相場なので　１Cで放電したとすると、30並列ぐらいが必要。テスラの写真を見ると、電池箱(バッテリパック)は壮観！そんな数じゃない。
　バッテリの寿命を考慮すると、常時1Cで電流を流すことはない。仮に、0.1Cで流すなら、300並列。勿論、並列数は航続距離も考えないといけない。使い勝手（航続距離）から並列数を決めて、さらにバッテリの寿命を考慮して並列数を調整することになる。
　燃費が下のテスラのように230Wh/kmとすると　18650換算で23本/km だから　500kmの航続距離が初期状態(BOL)で欲しいとすると11500本　100並列程度になる。バッテリーの寿命があるので、バッテリーの寿命末期(EOL)で航続距離は定義するのだろうか？　
　空想は尽きない。楽しそう。

■バッテリーの容量（後続距離、エネルギー関連）

　　モデル(電費)      　　　　　　　　　　　　電池容量             

　　　BMW i3 (130Wh/km)     　　　　　　　     33.2 kWh  

　　　テスラ モデルX 60D (230Wh/km)               75    kWh    …… 18650が 100直 75並列 程度

　　　テスラ モデルX 100D (230Wh/km)           100    kWh    …… 18650が 100直 100並列 程度

情報源は以下のHP 
バッテリの容量の情報源

 http://evlife.jp/2017/06/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E8%87%AA%E5%8B%95%E8%BB%8A%E3%81%AB%E5%BF%85%E8%A6%81%E3%81%AA%E3%83%90%E3%83%83%E3%83%86%E3%83%AA%E3%83%BC%E5%AE%B9%E9%87%8F

TESLA の情報源

http://eco-power.jp/news_release/archives/82

https://teslamotorsclub.com/tmc/threads/pics-info-inside-the-battery-pack.34934/

NISSAN　新型LEAF（リチウム・ポリマー電池）

https://www.webcartop.jp/2018/02/199990

NISSAN　初代 LEAF の写真

https://www.flickr.com/photos/nissanev/6788570355/in/photostream

リチウムイオン電池（ユアサ関連）

https://www.lithiumenergy.jp/jp/products/index.html
https://www.blue-energy.co.jp/jp/products/index.html

製作 3代目 6DJ8 MiniWatter差動アンプ

通算4台目の真空管アンプ　6DJ8のMiniWatter差動アンプを作成。

■6DJ8は、3台目です。他には1台製作。現在使用中の超三シングルアンプ
　1台目は第1世代　2SK30A-6DJ8-8kPPトランス

　2台目は第2世代　2SK30A-6DJ8-14kPPトランス

　3台目は第4世代　2SK117-6DJ8-14kPPトランス

でも何故か、6DJ8のMiniWatterは全て、手元にない。

着実な進化
ペルケさんのHPによれば、性能は順に進化している。

こうやって並べて、ふと思ったことがある。

もしかしたら、初段は2SK170にしたら、最も雑音のないもの＝性能の良いものになる？かなと思えてきた。（帯域のことを除けば）

帯域も初段のゲインにものを言わせ、FB量多くすると2SK117と同等もしくは超えるものになるのでは？

理由は、FET差動バッファ式USB DAC Version2の文書を見てそのように思ったもの。　　

　　http://www.op316.com/tubes/lpcd/fet-dac2.htm

また、プリアンプを2SK170で作成した例が多数あったので。

　　FET式・・・平衡型差動プリアンプ　Version2　　

　　FET式差動ライン・プリ・アンプ

以下、FET差動バッファ式USB DACから引用＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

差動回路のデバイスは、2SK170-BLのほかに2SK117-BLと2SK30A-Yと2SK246-Yでも試作しましたが最終的に選んだのは2SK117-BLです。もっとも、2SK170-BLに差し換えても回路定数の変更なしに十分な性能が得られますが、周波数ごとの歪みの差がやや大きくなります。若干の回路定数の変更で2SK30A-Yや2SK246-Yも使えます。で2SK30A-Yや2SK246-Yでは、周波数ごとの歪みの差は非常に小さくなりますが総合利得がやや下がります。変更すべき回路定数は以下の通りです。

2SK117-BLまたは2SK170-BLの場合：

・ドレイン抵抗：5.1～6.2kΩ

・定電流回路：Idss＝3.1～3.9mAの2SK30A-GRまたは2SK246-GR

・エミッタフォロワ抵抗＝2.2kΩ（上側）、2.7kΩ（下側））

・0dBFS時の出力電圧：2SK170-BL＝1.40V、2SK117-BL＝1.34V

2SK30A-Yまたは2SK246-Yの場合：

・ドレイン抵抗：11kΩ

・定電流回路：Idss＝1.95～2.05mAの2SK30A-Yまたは2SK246-Y

・エミッタフォロワ抵抗＝1.8kΩ（上側）、3kΩ（下側））

・0dBFS時の出力電圧：2SK30A-Y/2SK246-Y＝1.20V

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ここまで

■それはさておき、今回、作ってみて学んだ事。

①プッシュプルDCバランス調整:

学んだ事１：アンプを横置きして調整した時と、普通に蓋をして聞く時ではDCバランス点がずれる。（左右のうち、右側のみである。）真空管のばらつきによるのだろうか？レイアウトによるものなのだろうか？FETによるものだろうか？原因を見極めていない。

　今回、DCバランスを外から計測できるようにした。テスト・ジャック（チップ・ジャック）と言われる部品を真空管の空気孔を利用して取り付けた。テスタのプラグをそのまま入れることができるので、ハンズフリーで外側から電圧を計ることができる。
半固定抵抗器も外側からアクセス出来ると、更に良かったと思った。

②真空管のフィラメント：異常に明るいものがあった。

　古い真空管なのでしょうか？　DCバランスがどんどんズレて行って使用するのが怖い。ピンが金メッキされた高級な真空管だったので、惜しいと思いながら取り替えた。とは言うものの、中古品数本をオークションで安く手に入れた中の1本。その中では最も程度の悪そうな1本。7308の型番が消えそうだったものなので仕方ないか。

学んだ事２：オークションでは、程度の悪い真空管も混じって売られている。

■製作結果
特性はこちらにまとめました。
　　3代目　6DJ8　MiniWatter差動アンプの特性計測
　　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/03/blog-post_22.html

言い訳。

　ハンダこての熱に強く仕上がりがきれいなので、テフロン線を好んで使用しています。　ただし、テフロン線はテフロンが硬くて、Rをつけつらい。　さらに、Twist-Pair線にすると僕の思った方向には線が向いてくれない。そのため、配線はお祭り状態でお恥ずかしい限りです。

　ノイズを減らすのにTwist-Pairと１点接地(接地のループを作らない。）は有効だと信じていますので、Twist-Pairは外せない。　シールド線を使用すれば解決するかもしれませんが、手軽さと性能を両立させるためにはTwist-Pairは外せない。と信じています。以下のmogami電線の技術ページを愛読しています。（正直に言えば、7.2項の図を眺めているだけなのですですが、実に面白い図です。）

　　　ワイヤー・ケーブルの遮蔽(シールド)

■出来栄え写真

全体
(真空管の横に黒い外側からアクセス出来る
テスト・ジャックも見える)

完成品のはらわた
（いつものお祭り配線）
　ハラワタは、性能と裏腹で進化がない。

ラグ板の計画図

トランスの配線

作成の途上(トランス出力配線）

作成の途上（電源側の配線）

作成の途上（入力信号側の配線）