・ SACD
1.SDTrans384  
 DSD再生を考えたシステムをPCと切り離して実現させるのに最適なボードを探していたらSDTrans384にたどり着きました。このボードは中島千明さんが作られたものを試聴屋さんが制作し発売されているものです。早速購入しDACや電源を作成することにしました。
 2014/6/7
 
 とりあえず持っていたSDカードを入れて再生確認をしたところSDを認識しません。TranscendのSDHC16GBです。問い合わせにより認識できるメモリーカードを教えてもらい、推奨品の東芝SDHC16GB 30MB/sを購入して問題なく動作することを確認しました。
    2014/6/7
  専用DAC
 PCMとDSDを切り替えて再生できるようにTC74VHC157Fを使用します。DACは両方の再生が可能な
FN1242Aを採用します。下の回路図が検討中のものです。
このDACは出力が電圧で出力されるのでI/V変換は必要ないようですがフィルターを兼ねてトランスタイプにしてみようと思っています。
   2014/8/26
2.レギュレータ回路の制作  
  LED基準電圧による回路
 電源は色々な回路を動かすための原動力です。デジタル系及びアナログ系の電源は、エフェクター電源で使用した回路をベースにまずは5Vの電源を設計します。LEDの順方向電圧を利用した回路のため約-2.3~-3.5mV/℃の温度特性を持つのが欠点です。LEDに電流を流しすぎるとノイズが大きくなるので6mA前後が良いと思います。
   2017/11/11 
  FETの定電流特性を利用した回路(温特キャンセルタイプ)
 下のバンドギャップリファレンス回路からヒントを得て温度特性をキャンセルさせるシンプルな回路を検討してみます。出力電圧により何カ所かの調整が必要かもしれません。(バンドギャップとは全く異なる回路)
基本は、バンドギャップ回路と同様にトランジスタのVbe+抵抗×定電流で出力電圧を決める回路でVbeの温特を(約-2mV/℃)抵抗×定電流の温特でキャンセルしてあげるものです。
抵抗に金属皮膜抵抗を使用すればほぼ定電流回路の温時で決まりますのでFETのQポイントより少し下に設定してあげれば良いことになります。
   2015/9/21

【バンドギャップリファレンス】
 
【FET定電流に変更した回路】
 右上の回路から定電流回路が2つもあるのがもったいないので共通にしてベース電流の誤差を減らすためダーリントン接続にした回路が下の回路です。ディスクリートでカレントミラー回路を構成するためエミッタ側に抵抗を入れています。カレントミラーのコレクタにつながる抵抗値を変えることにより出力電圧を変えることができます。この抵抗値により定電流値を変えることにより+2mV/℃の温度特性を持たせてVbeとキャンセルさせると言う構成です。
 この回路構成で、特に1.2V,2.5V,3.3V,5Vの低い電源を作るのに適しています。
   2015/9/21
 FETにはある程度電流を流してあげたいので2SK117を使うことにします。このFETはQポイントが6mAぐらいにあるので若干少なめの値に設定させます。gmの大きなFETほど電圧依存性が大きい傾向にありますのでカスケード接続にするか2段構成のレギュレータにするのが良いと思います。
 ミラー回路のトランジスタはできれば2個入り1パッケージのものを選びたいものです。
現在購入可能な2SC2259を使用する事にします。
 この回路は、FETの定電流特性を利用しているので入力変動に弱い。それを考慮した使い方をする必要があります。FETにある程度電圧をかけて定電流特性の良いところを使用する事と入力側のコンデンサの値を大きくする(4700μF以上)事、基準電圧を発生させる抵抗にパラにコンデンサを付けます。そのままでは発振してしまいますので位相補償を付けます。
 上の回路を利用してSDTrans384をマルチ電源化を検討します。CRの定数により多少異なりますが、このままでは不安定で発振してしまいます。これを対策した回路が下図のものになります。
   2015/12/15
 左の回路の定数を変更することにより1.2V, 2.5V,3V,5Vのレギュレータを作製します。
R1,R2,R3により出力電圧を調整します。
出力電圧によりC1,R4による位相保証の定数を調整して完成となります。
回路図には抜けていますが、R2にパラにコンデンサを付けています。

  1.2V 2.5V 3V  5V
R1 51 91 120 240
R2 51 91 120 240
R3 33 200 300 470
R4 1k 1k 1k 1k
R5 FETにより調整   
C1 33pF 10pF 10pF  3pF
*現在この定数で検討中。
 *サイトの色々な所で使用している電源をまとめています。
 3.SACDにチャレンジ
  SA-15S1
 デジタルオーディオは、CDの音質改善をメインに検討していたのでSACDには手を出していませでしたがDSDに興味を持ってから逆に興味を持つようになりました。
色々ハードをいじるのにベストなセットを探したところこのセットにたどり着きました。
 フィリップスが音の追求でシーラスロジック社と開発したCS4397を使用しているのがポイントです。
    2014/8/2
 改造する前に音質を確認するためアキュフェーズのスペシャル・サウンド・セレクションディスクを使用して行いました。それほど不満のないものでしたがCDとSACDを聞くと確実にSACDの音に良さがわかります。
システム構成としてはSA8400と比較してクロックジッターを意識したものとなっています。(DACのそばにクロック)出力フィルター回路もオペアンプを使わずディスクリートアンプとなっておりヘッドフォンアンプもディスクリート構成ですのでうまく改造してあげれば最高の音質を得ることができると思います。
まずは、CDの音がSACD並の音になるように電源部分から見直ししてみたいと思います。
  2014/8/23

【SA8400ブロック図】

【SA15-S1ブロック図】

【OSC用レギュレター】
 
【OSC+5VREG】
 水晶発振回路の電源を独立させてあげるのがまず最初の改造です。
上図がその回路図となります。この回路は5V電源用で実際には3.3V出力に変更が必要で工夫が必要になります。ともかくシャント型のレギュレターでクロック電源をアイソレーションしてあげる予定です。
   2014/8/23
 当初はシャント型の電源を考えていましたが電源の組み合わせから低飽和型に変更しました。またCMOSロジックによる発振回路ではなくローノイズなトランジスタに変更させることにしました。回路ミスがあったのとついでに少しシンプルにしました。
  2015/6/17
 アナログ回路の電源には上図の回路が±で使われています。
電源オン・オフ時のVbe逆耐圧保護にダイオードが使われていますが最小入力電圧を下げる為に左の回路図のように変更します。これによりVf(約0.5V)余力を作る事ができます。
2SD1415AはダーリントントランジスタなのでHfeのできるだけ大きなトランジスタへ変更します。
(2SD2012,2SA1443)
(2SC5171,2SA1930に変更)
定電流回路も電流を増やし2SK303-5に変更します。(Idss=6mAでソース抵抗0Ωに)
変更することにより入出力電位差が下のように改善されます。
  FET+R Vf Vbe 合計
製品回路 1.5V 0.5V 1.2V 3.2V
改善回路  1.2V ナシ 0.6V 1.8V
整流ダイオードをSICに換えてみたいと思っています。
 2017/9/18
 
 上の回路図が出力のアナログ回路に供する+11Vのレギュレターです。-11VもPNPによる同様の回路があります。左の回路がDACの5V電源へ供給するレギュレターです。なぜかダイオードで下駄をはいて5.6Vとしています。3.3Vは5.6Vgs電圧からLDOにて作っています。この電源の入力には8Vの電源回路から直流電圧をもらっています。
DACの電源については、24bitDACの回路ができたら置き換えようと思います。
±11Vの電源は、現状をできるだけ利用して一部改造する予定です。
   2014/9/23
   
 内部に組み込まれているコモンモードチョークを換えてみた。見て解るように巻き数が多いので直流抵抗が効いて電圧が若干ダウンしたが効果はあった。外部にDBMチョークをつなぐと効果絶大です。
  2017/7/10
 問題はなかったのですが、ロスが大きいので大型のチョークに換えました。
  2022/5/26 up
 DACに供給する電源を色々検討していたが十分満足することができる回路が出来上がった。今後すべてをこの回路に変更していこうと思っている。制御トランジスタの初段をJFET(2SK117)にしたことこれにより定電流回路の電流を下げ2SK303(Iq=1.4mA)を採用しました。位相保証の場所を変更。これによりデジタル回路の電源に使用してもスパイクノイズが電源にほとんどのらない帰還タイプの電源が出来上がりました。
 2018/4/11
 発振回路も新たな物を考えましたが中川さんが考えた物とほとんど同じでした。水晶は一般的なATタイプで特に温度補正はしていません。無線と実験で日本電波工業の「DuCULoN」試聴で位相ノイズがいかに大事か理解できました。そのためにはローノイズ電源とバイポーラトランジスタによる発振回路が必要になります。
下図に発振回路と帯域の低いオシロ波形ですが載せておきます。その下に3.3Vのレギュレータを掲載します。
  2018/4/27

【5.6Vレギュレータ】

【38.866MHz発振器】
 フィデリックスの中川さんが言われているようにこのバイポーラによる発振回路を使用するとベールがはがれたように音楽がスピーカーから放出される。この回路は、3.3V電源では振幅が小さいので同一基板に乗っている5.6V電源から供給して動作させていたが、専用電源を投入することにしました。
秋月にADP151という超ローノイズ3.3Vレギュレータを見つけこれを外付けにより4.9Vのレギュレータとして発振回路専用の電源として組み込みました。
回路図と写真を下に載せておきます。面実装部品の改造にはリスクを伴うので十分注意の上各自の判断で実施してください。(効果は十分にあると思いますがリスクも高いです。)
 全体の回路と本体の組み込んだ所をpdfにしてここに貼り付けました。(参考まで)
  2022/9/3 up 
 
 左の写真が組み込んだ発信基板です。
左下の赤丸の所が基板に元々付いていた発振モジュールで半田ごてで上手く外せなかったので基板の配線をカッターでカットしました。
コンデンサーや抵抗は外してあります。
写真の真ん中左の面実装の大きな三端子が
5.6Vのレギュレータなのでそこから電源を供給しています。
配線は、電源,グランド,発振出力の3本になります。サービスマニュアルがネットにありましたので利用させてもらいました。下が基板図で黄色い〇の部品を取りました。X101(水晶)を外せなかったのでC121に繋がるパターンをカットしました。
下の赤〇が5.6Vの電源で、青〇がグランドになります。発振出力を黄緑の〇の所に繋げれば完成です。
この作業は、基板を取り外すことなくそのまま天板を開けて実施しました。
基板の取り付けも両面テープ付きのスペーサーを製品基板上に取り付けています。
   
 
 
 電源に採用されているトランスの電圧があまり高くないので別トランスを用意して±11Vの電源を作る事にしました。回路は5.6V電源と同様です。2SA1395,2SC3422に放熱器を付ければ入力電圧しだいでは500mAぐらいまで流すことができます。(2SK117はBLランクを使用)私が使用する100mA前後ではオシロの20mVレンジで(測定環境が悪いのでノイズが多く)わからない程度の変動でした。(負荷100mAのON/OFF)
   2018/4/17
 現状も最新レギュレータは、回路規模が大きくなりすぎているためそこまでの改造はしていない。±11Vの電源のみダーリントントランジスタからシングルに変更している。電源トランスの出力電圧があまりマージンを持たない設計のようなのでできるだけ回路をシンプルにし電圧変動に対するマージンをとった設計に変更した。この電源の負荷は精々200mA程度なのでシングルトランジスタで十分と判断しました。
 発振回路と±11Vのレギュレータの変更と4.9Vのレギュレータの追加により納得のいく音質を得ることに成功したと思います。
   2022/9/3 up
 当初は電源を全て変更しようと思っていましたが、USB_DACがかなりの音質で期待が持てそうなのでこの程度で止めておくことにしました。
ここまででかなりの改善(思っているだけ)がなされたと思います。
   

M.I.の趣味の部屋