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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

　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/06/btusb-dac.html

　構想　USBDAC/bluetooth ＋ OPamp によるアクティブフィルタ + トランス式

　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/09/usbdacbluetooth-opamp.html

　構想　真空管(メタル管)バッファ式　BlueTooth Receiver(本投稿記事)　

　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/10/bluetooth-receiver-usb-dacmodify.html

2019年9月16日月曜日

構想　USBDAC/bluetooth ＋ OPamp によるアクティブフィルタ + トランス式　(ぺるけさんの「トランス式USB DAC」のmodify)

USBDAC/bluetooth OPAMPによるアクティブフィルタ + トランス　

中身はペルケさんの

　bluetooth レシーバーversion2
　OPamp によるHPアンプ
　トランス式USBDAC

を組み合わせる案を作ってみた。

■アクティブフィルタ部_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
基本はペルケさんのbluetooth レシーバーversion2
(すべての図はLink先のHPから借用しました。)
http://www.op316.com/tubes/lpcd/bt-receiver-v2.htm

bluetooth レシーバーversion2　アクティブフィルタ部

フィルタの定数の選定はよくわからないので、以下の様にした。
(1)　オペアンプ正帰還型ローパス・フィルタツールを使用して、ペルケさんのアクティブフィルタを再現してみる。
http://sim.okawa-denshi.jp/OPseikiLowkeisan.htm

オペアンプ正帰還型ローパス・フィルタ

入力定数
カットオフ周波数fc=40kHz
減衰比=1
C1,C2=1200pF
で計算すると、ペルケさんの定数とほぼ一致するので、このツールを利用できる事を確認した。(お勧めのツールです。素晴らしいツールです。)
C1,C2の選び方のルールは全くわからない。

(2)　3次ローパスフィルタ
さらに強力な3次ローパスフィルタの計算も出来るので計算だけはトライした。（RLCフィルタを前置していると、5次のフィルタに相当するので過剰かもしれない。）
http://sim.okawa-denshi.jp/Sallenkey3Lowkeisan.htm

3次ローパスフィルタ

各3つの抵抗値を1k〜4kΩ程度にするように
1次フィルタ部: fc1=40000Hz
2次フィルタ部: fc2=40000Hz
減衰比ζ=0.5
C1=1500pF
C2=4700pF
を選んでみた。結果は以下の通り。
R1 = 3.3kΩ
R2 = 4.3kΩ
R3 = 2kΩ
C1 = 0.0015uF
C2 = 0.0047uF
C3 = 330pF

▪️OPamp 部_/_/_/_/_/_/
ペルケさんのHPAの記事から(非反転OPアンプ）
http://www.op316.com/tubes/hpa/2019-hpa.htm

この図で、利得＝1＋（56kΩ//1.5kΩ÷1kΩ）＝2.46倍

これを利用してゲインを変えることにする。

▪️全体構成
入力部（以下を選択できる構成）
　USBDAC側0.6V出力
　Bluetooth も0.6V出力に設定する。
アクティブフィルタ＋OPアンプ部
　HPAから帰還抵抗1.5kΩを1kΩに変更して、ゲイン1.98倍(約2倍)のOPオペアンプの出力にする。
　アクティブフィルタの詳細は下の再計算結果を参照
出力トランス
　1次：150Ω＝2次：600Ωのトランスで受ける(歪む事も無く3VまでOKなので)。ここでも２倍のゲイン。但し、トランスの効率を90%とすると約1.8倍のゲイン
トータル
　2.2V程度出力が得られる予定。

　注）よくよく考えると、出口にトランスがあるので非反転アンプを選ばなくてもよいなと思った。（反転アンプ＋トランスで反転の構成）

ほぼ、目標の構成がツールにあったので再度計算
http://sim.okawa-denshi.jp/OPseikiLowkeisan.htm
カットオフ周波数からCR定数の選定と伝達関数

再計算したアクティブフィルタ＋OPアンプ　の構成

入力定数
カットオフ周波数fc=40kHz
　f=0Hz における利得 G=1.59倍 (デフォルト値)
　減衰比　ζ = 0.7　　(Bode線図を見て、ここは　ζ = 1.0→0.7へ変更した。）
C1,C2=1200pF　　
を選んでみた。結果は以下の通り。
　R1 = 3.3kΩ
　R2 = 3.3kΩ
　R3 = 56kΩ（参考値）
　R4 = 33kΩ（参考値）
　C1 = 0.0012uF
　C2 = 0.0012uF
R3,R4は2倍のゲインを優先して設定。

アクティブフィルタ＋OPアンプ　の　Bode線図　

▪️メリット
トランスとOPamp の組み合わせは、手持ちのトランスに合わせてOPamp の倍率を選択する方式なので、低インピーダンスのトランス入力はOPamp とのマッチングに配慮する必要があるものの、多くのトランスがほぼ使用可能になるのがメリット。
OPampで適正なゲインを取り持ってくれるので、難しいプリアンプの設計は不要で、トウシロウの私でも計画案が出来る。

▪️ディメリット
トウシロウの設計なので、何処に落とし穴があっても不思議ではない。
空想なので作動の保証無し。
Bluetoothの上にOPアンプが載っているのに後段でまた、OPアンプを使用するのはUnsophisticated, Unstylish, Unattractive, Ugly である。
アクティブフィルターの抵抗またはコンデンサの設定ルールは分かっていない。
（ジョンソン熱雑音を考慮して、入力抵抗があまり大きくならないようにする。熱雑音係数は抵抗値の√に比例して増加するようです。）

ジョンソン・ノイズに係る情報ページ
　http://www.op316.com/tubes/datalib/calc-j-noise.htm

■関連の記事　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　構想　トランス式　USB DAC＋Bluetoothレシーバー

　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/06/btusb-dac.html

　構想　USBDAC/bluetooth ＋ OPamp によるアクティブフィルタ + トランス式(本投稿記事)　

　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/09/usbdacbluetooth-opamp.html

　構想　真空管(メタル管)バッファ式　BlueTooth Receiver

　　https://iwharpar.blogspot.com/2019/10/bluetooth-receiver-usb-dacmodify.html

2019年8月20日火曜日

東芝レグザ　REGZA　43J10X　「ファンに異常が発生しました。」　警告でちゃいました。

▪️「ファンに異常が発生しました。」
2015年製の東芝REGZA　43J10X　約４年使用で　「ファンに異常が発生しました。」の警告が出て、直ぐに停止する状況になった。
ネットで調べると、皆さんの書き込みがあるので、そうかと納得。
2011年の情報によると、東芝のサポートを受けると6.5千円程度の費用で交換してくれるとのこと。
https://bbs.kakaku.com/bbs/K0000029090/SortID=13200971/

どれくらいの発生確率か分からないが、まあ、あることのようだ。
TVもPCのようなものなので、CPU or GPUをファンで冷却する仕組みになっている。

▪️開腹点検
背面のビスを取り、内部にアクセス。
ファンに、相当な量の埃がたまっていた。
気持ち悪いので写真は省略する。
TV全体が静電気を帯びているので、埃をひきつけやすいのだろう。
そこで、ファンで埃を一手に引き受けることになるようだ。

外側の埃を掃除機で清掃したが、回復しない。
「電源を入れると手でアシスト付きで力なくファンは回るが、直ぐに力尽きる。」という症状。ファンが逝かれたのかもしれない。

▪️ファンの仕様
ファンのメーカー／型番はDelta KDB04112HB　アマゾンにも売っていた。
中国製（中国から送付される。）
色々な値段で販売されている。amazonでの最安値は1500円。
ちと高いが、中国からの送料込みなので、仕方がないか？
60mm角　11mm厚　結合孔間隔は対角70mmといったサイズ。
サイドブロア式。
3線式青い線でパルスをセンス？回転数をセンスする？　仕様？
コネクタのサイズ

PC用とTV用があるようだ。要注意。
(注文後に、どちらの仕様かamazonから照会があった。）

amazonの価格は高騰（2020/12時点7000円）している。

Crazyな価格だ！消費者をバカにしている！

TV用は12V版で、pc用は5V版。TVとは電圧仕様違いの5V版のDELTA KDB05105HBは1500円ぐらいなので、悪意がある付け値になっている。

中国から買えば安いのではと思いアリエクスプレスを調べると20ドル程度で購入できるらしい。以下にリンクを貼る（アリエクスプレスはアリババの系列。アリババならさらに安いが、調整に労力が必要になる。）他の型番のファンもここで捜すことが可能になる。

　https://ja.aliexpress.com/wholesale?catId=0&SearchText=KDB04112HB

▪️ファン分解清掃
商品の到着まで時間があるので、もう少しだけファンを分解して掃除してみた。
ファンはメガネ等に使用する小型のプラスネジが２か所で結合してあるので、緩める。
回転のスリーブ部分(コイルの反対面）に油性の垢がたまっていたので、
アルコールと綿棒にて綺麗にしてあげた。
このためにモータの起動力が落ちていたと信じている。
折角分解したので、その他の部分もアルコールと綿棒にて清掃して再組立。

祈るような気持で、TVに付けてTVを再起動する。
回らない！！
最初は手でアシストしてやっと力なく回る程度。
何度か回して、TV電源Onで自力で回るのを見届けて背面を閉じる。
でも、TVを起動すると、また、ファン異常が出る。

何度かトライすると、回転するようになった。
取り合えず、TV電源をOffにしないで、ファンを回し続けた。
どうにか、回転するようになって、一安心。
あとは、中国から新品が来るのを待つことにした。

▪️ファン取替
結局、3日後に、古いファンが稼働しなくなった。
発注から2週間程掛かって、中国から新しいファンが到着。
DELTAではない別メーカーでだったが、どちらにしても中国製。気にしない。
また、TVのたくさんのビスを外して、背面からアクセス。
慣れたけど、手間がかかる作業。

ファンのコネクタの順番に注意。
送付されたファンのコネクタの表側(レバーのある側)見て左から　赤(hot)、黒(Cold)、青(センサ)のラインの順番が変わっていたので、取り外したファンの色通りにピンの順番を入れかえた。無事に稼働した。

　　注)ラインの色と機能はTVの供給電圧等は調べずに配線の色(赤と黒)から思い込みで書いています。間違っていたらごめんなさい。

TVのない2週間も悪くはなかったが、
6000円で直るなら、それもありと思った２週間でした。

【2019.11.12追記】
このページのお陰で、僕のblogの訪問者が目に見えて増えた。
　　　８月頃　訪問者ゼロの日は日常
　　　11月現在は、このページの訪問者が殆ど。
ということはREGZAを買っている人は、結構の確率でこのアノーマリが発生しているのではないでしょうか？
東芝には、アノーマリが発生しない製品を作って欲しい。
一東芝フリークとして、いつも応援してますよ!!!
東芝の危機はまだ続いているのですから。