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2019年10月20日日曜日

構想　真空管(メタル管)バッファ式　BlueTooth Receiver レシーバー　(ぺるけさんの 「真空管バッファ式USB DAC」のmodify)　


手持ちの6SJ7系メタル管

■メタル管を使用してBlueTooth Receiver 　　　　
を作りたいと思いはじめた。動機は不純。ヤフオクで真空管バッファ式USBDACが高値で取引きされたから。(笑)
オリジナルは　いつもの　ペルケさんの真空管DACです。
　http://www.op316.com/tubes/lpcd/tt-dac1rev.htm

GT管(メタル管)で作るとカッコイイじゃん！
ジジイだけがそう思う様だ。

ペルケさんの　真空管バッファ式USB DAC Type1 と似たものを作る空想です。
BlueTooth Receiver をトランスで受けて　真空管でPG帰還で電圧を整える。
真空管は　メタル管　6C5 6J5 6SJ7 を想定。
6SJ7が手持ちにあるので、それかな。

全体形状は、リードの箱にするがトランスが大きめなので一回り大きな箱にする。以下のものを購入済み。
　　　マザー側：　　P-201 250 × 60 × 130 （オリジナル250×50×100）
　　　ドーター側：　P-501 150 × 60 × 130 （オリジナル150×50×100）


■電源　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
電源トランスは、ソフトンの　Rコアトランス　M2-PWTが候補。
　　　　http://softone.a.la9.jp/M2-PWT.htm
1次側
　0-100V-120V
2次側
　0-150V 50mA(AC)  巻線
　0-8V 2A(AC)  巻線

■トランスの使用方針　　　　　　　　　　　　　　　
　1次側に120Vのタップがあるので、これを利用して、全体の電圧を約20%下げると
ヒーター電源は面倒がない。B電源は倍電圧整流でフィルタ整流後290V程度となる。
　そのまま使用すると、B電源は倍電圧整流でフィルタ整流後340V程度となる。
　ペルケさんの作例では、B電源は210Vだったが、後者の道を進もうと思う。

後日追記) 
　プリアンプのような微小電力を扱う真空管のヒーターは直流にしてヒーター由来の雑音を低下させるのが普通の扱いのようです。

■電源詳細案
　電圧整流直後で420V近くなるので、リップルフィルターで365V程度のB+電圧とする。
　真空管のプレート電圧/電流　115V  4.5mA   
　バイアス-3V 　　バイアス抵抗は680Ω程度
　プレート抵抗は56kΩ/3W で行きましょう。
　ヒーター側は、ブリッジ整流後、DC6.3Vぐらいに降圧してヒーターに供給。
■BlueTooth Board周り　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　BlueTooth Boardは、以下の条件を満足しそうなものを選定中。

　　出力のDC除去用のコンデンサを容易に取り換えられるもの。
　　アンテナIFがある。
　　出来たら出力は２V程度のもの。

　amazonから新規に以下のものを調達する予定。
　　　　
      CSR8675ブルートゥース受信+ PCM5102Aデコードモジュール

以下にamazonから取得したデータを記載する
　●動作電圧：DC 9-20V
　●出力レベル：2.1V（最大）
　●信号対雑音比：112dB
　●全高調波歪み：-93dB
 
https://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/pcm5102.pdf?ts=1611964813893&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.tij.co.jp%252Fproduct%252Fjp%252FPCM5102

から抜粋
　　
Block Diagram

推奨LPF_–3dB filter point at 153kHz (approx)

ボード

PCR 　LPFは10Ω,0.1μF？
2.2uFなら規定通りのLPFなので修正不要のような？


 　LRC ローパスフィルターを介した後に600Ω：600Ω のトランスで受ける。
　受けるトランスは、ヤフオクで買ったTKS-1(東立通信工業製)のもの。
　その後がメタル管による電圧調整(バッファ部)という形。
　以下の回路図では、トランスの2次側以降を記載した。


■自分のオリジナル部分は？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
前回少し勉強したPG帰還にアクティブフィルタをプラスする計画
大川電子のHPを利用する
(2次フィルタ)
　http://sim.okawa-denshi.jp/OPtazyuLowkeisan.htm
(1次フィルタ)
　http://sim.okawa-denshi.jp/opampkeisan.htm
(3次フィルタ)
　http://sim.okawa-denshi.jp/MultipleFB3Lowkeisan.htm

アクティブフィルタ部は何度も計算をして、良さそうなものに落ちついたので、
空想をblogに落とし込んでいる。図は6C5になっているが、
100Ω程度の抵抗を6SJ7の第2グリッド？に繋いで3極管接続してやればよい。と思う。


■アクティブフィルターの定数検討　　　　　　　　　　　　　　　　
　前回までの計算は間違いがありました。修正します。（2020/3/8)

R3=24kΩ ゲイン1倍のケース
これは負荷が重過ぎるんだろうな。
　(10kΩ程度の負荷　プレート抵抗//後段負荷//FB抵抗＝56k//50k//24k=12.5k)
R1=24k R2=12k R3=24k  C1=470p C2=100p
fc=43.2kHz   ζ = 0.652

R3=33kΩ ゲイン1.2倍のケース
　(10kΩ程度の負荷　プレート抵抗//後段負荷//FB抵抗＝56k//50k//33k=14.7k)
R1=27k R2=33k R3=33k  C1=330p C2=47p
fc=38.7kHz   ζ = 0.608
今は、上記の定数でやろうと思う。


2次フィルタ計算例

R1(k)

R2(k)

R3(k)

C1(p)

C2(p)

ゲイン

fc(kHz)

ζ

備考

39

56

39

220

33

1

40.0

0.626

0.21dB@18kHz

22

62

22

330

33

1

41.3

0.625

0.21dB@19kHz

24

39

24

330

47

1

41.7

0.629

0.19dB@19kHz

27

30

27

330

56

1

41.1

0.630

0.19dB@18kHz

15

68

15

470

33

1

39.0

0.634

0.17dB@17kHz

16

47

16

470

47

1

39.0

0.634

0.17dB@17kHz

18

27

18

470

68

1

40.4

0.621

0.23dB@20kHz

20

20

20

470

82

1

40.5

0.627

0.21dB@18kHz










24

39

24

330

47

1

41.7

0.629

0.19dB@19kHz

24

43

24

330

47

1

39.8

0.646

0.12dB@16kHz

22

36

22

330

47

1

45.4

0.630

0.19dB@20kHz

20

13

20

470

100

1

45.5

0.658

0.08dB@16kHz

22

13

22

470

100

1

43.4

0.655

0.09dB@16kHz

24

12

24

470

100

1

43.2

0.652

0.10dB@16kHz

24

10

24

470

120

1

43.3

0.718

-0.29dB@20kHz

20

8.2

20

470

150

1

46.8

0.803

-0.61dB@20kHz

22

9.1

22

470

150

1

42.4

0.803

-0.78dB@20kHz










27

33

33

330

47

1.22

38.7

0.608

1.74/2.05dB@20kHz










15

33

33

330

33

2.2

46.2

0.664

6.85/6.91dB@15kHz










16

36

62

330

22

3.87

39.5

0.649

11.9/11.8dB@16kHz

15

33

56

330

22

3.73

43.5

0.637

11.60/11.44dB@18kHz

1次フィルタ計算例
R1(k)
R2(k)
C1(p)
ゲイン
fc(kHz)
備考
15
75
47
5
45.1
ペルケさん
22
22
150
1
48.2
-0.7dB@20kHz
24
24
150
1
44.2
-0.9dB@20kHz
27
27
150
1
39.3
-1.1dB@20kHz
27
27
120
1
49.1
30
30
120
1
44.2
33
33
120
1
40.2
33
33
100
1
48.2
36
36
100
1
44.2
39
39
100
1
40.8

3次アクティブフィルタのケース（ゲイン１倍）
　R1 = 6.2k   R2 = 11k    R3 =30k  R4 = 18k
　C1 = 1200p  C2 = 680p  C3 = 47p
　f1=40kHz  f2=35kHz  ζ = 0.50

 3次アクティブフィルタのケース（ゲイン１倍）
　R1 = 8.2k   R2 = 10k     R3 =27k  R4 = 18k
　C1 = 1000pF C2 = 680p  C3 = 47p
　f1=46kHz  f2=36kHz  ζ = 0.49

3次アクティブフィルタのケース（ゲイン１倍）
　R1 = 8.2k   R2 = 12k     R3 =43 k  R4 = 20k
　C1 = 1000pF C2 = 560p  C3 = 33p
　f1=41kHz  f2=35kHz  ζ = 0.50

3次アクティブフィルタのケース（ゲイン2倍）
　R1 = 1.5k   R2 = 11k     R3 =33k   R4 = 24k
　C1 = 3300p  C2 = 680p  C3 = 33p
　f1=41kHz  f2=35kHz  ζ = 0.50

■(2020.3.8更新)現在のベースライン案　　　　　　　　　　　　　　　

2020.3.8版

その他の情報を以下に貼り付ける。

6SJ7 作動点

電源系　LTspiceによる模擬モデル
(トランジスタ・リップルフィルタ）
電源系のシミュレート結果


■関連の記事　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　構想　トランス式　USB DAC＋Bluetoothレシーバー
　構想　USBDAC/bluetooth ＋ OPamp によるアクティブフィルタ + トランス式
　構想　真空管(メタル管)バッファ式　BlueTooth Receiver(本投稿記事)　
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