試作10号 その4(水晶発振子 3個シリーズ接続)2020年08月05日 21時47分32秒

水晶発振子が本領を発揮するまでかなり時間がかかると聞いたことがある。普通の部品のエージング時間は、およそ500時間と考えるのが一つの目安である。ところが水晶発振子は、それを超えても変化し続けている。落ち着くまで24時間連続稼働でも半年はかかるのかもしれない。

ただ待つのも芸がない。気になっているところに手を入れることにした。
B電源の整流素子である。これまではまず正常動作を第一目標に置いたので、手元にあったInfineonのSic SBDを使っていた。写真がそれ。
裏面はこうなっている。左側の赤い基板がGaNを使った理想ダイオードブリッジで、ヒーターの定電流回路を構成している。
SiCダイオードをはずして、新しく入れたのがGaN(GS66502B)をダイオード接続したもの。今回は変換基板を使わず、そのままユニバーサル基板に直付けした。消費電流が少ないので発熱を気にする必要がない。念のため非接触センサーで温度を測定してみたが、室温とほとんど変わらなかった。
回路図にするとこうなる。
音はどうなったか。
入れ替えてから3日経ったあたりはひどかった。何か間違ったかと思うほど低い周波数域がでないで、高い周波数域にエネルギーが偏る。これはいつものことなので気にしない。今日でちょうど1週間経った。だいぶ落ち着いてきた。

予想はしていたことだが、SiCダイオードから大きな変化があった。一層音が透明になり、生々しさが増しただけでなく、同じフェーダー位置であるのに、音のエネルギーが押し寄せるように感じる。
音楽のジャンルは問わない。YouTubeであろうがCDであろうが、ストリーミングであろうが、この効果は全く同様である。

交換前、低音が膨らんで鈍さを感じていて、こればスピーカーのせいであろうと思っていたのが、コントラバスの空間を波のように漂うかのような雰囲気まで表現できるようになった。これを聞いて、以前までの音がわずかに歪んでいたことに気がつく。

GaNを使う場合、変換基板が必須で、その点が敷居を高くしていた。今回のように変換基板無しでも実装できるとなれば、だいぶ使いやすくなる。

コンデンサマイクNEEWER NW-800を改造する2020年06月29日 10時54分24秒

ご案内
この記事に書かれていることは、改造後の動作を保証するものではありません。試される方は自分の責任で行っていただくようお願いします。だれも参考にする方はいないと思いますが、念のために書いておきます。

コロナ騒ぎで一つところに集まっての授業や会議ができなくなり、代わってこれらをオンラインで行うためにこの4月からあたふたと作業をしてきた。あれから数ヶ月経ち、いまではだいぶ慣れてきたが、その間いろいろ考えさせられた。

その一つがマイクである。一般にはiPad、iPhone、ノートPC もしくはWebカメラ付属のものを使うので、参加者の声の聞こえ方もいろいろである。Zoomにはノイズ抑制や自動音量調整の設定もあるので余計音が聞こえづらかったりする.

マイクだけ変えても限界があることはわかっているが、それでもなんとかしたいとオーディオ屋は考えた。ネットを覗くと、一昔前なら高価で手を出しづらかったコンデンサマイクが格安で売られている。改造記事まで出ている。これに飛びついた。NEEWER NW-800である。

届いたマイクを早速バラバラにする。それがこの写真。
写真には円形プラスチック(黒色)のマウントが見えるが、これは本当に「こけ脅かし」で、よく見ると小さな口径のエレクトレットコンデンサマイク・カプセルが外部からわからないよう巧妙にはめ込まれていた。さすがである。ただし、マイク基板はそれなりで手を抜いているわけではなさそう。とにかくおよそ2000円の価格でこの内容であることに驚くばかりである。

続いて肝心のマイクカプセル。例によってeBayから調達した。Neumannのような超高級マイクのカプセルは、目の玉が飛び出るほど高価であるが、その何十分の一の値段で手に入るのだからありがたいことである。
いまから数十年前のことである。K式アンプに心酔しきっていた時代、先生のお勧めに従ってDCマイクを作ったことがあった。カプセルはAKGのCK-1である。小遣いをためて、確かMJ誌の読者交換欄をとおして買った記憶がある。そのマイクは、妻のオルガン演奏を録音するために使ったきりで、専用電源のわずらわしさもあってその後出番がなくなり、結局オークションで嫁に出してしまった。
そのような経歴があるので、今回再びマイクに手を出してみると少し感慨深いものがある。

マイクカプセルをマイク本体に固定するのには、専用のマウンタが必要となる。マイク専用のDiy部品を売っているサイトでは、カプセルと一緒にマウンタも同梱されている。しかし中華製のマイクカプセルにはそのようなものはついてこない。
ここあたりのノウハウはネットの改造記事を参考にし、一カ所だけ自分なりの工夫をした。できあがってみるとそれなりの姿となって好ましいのだが、やはり専用マウンタがあればと思ってしまう。
次に肝心のマイクアンプ。専用電源などは使わないで、オーディオインターフェースのファントム電源(+48V)を利用するので、少し工夫がいる。このあたりはメーカー製アンプの回路図を参考にした。
当初、ネットにある改造記事を参考にしてエミッタフォロワなしのバージョンを試した。ところが思いっきり発振してそのままでは使えない。出力となるドレインに100Ωを入れたら安定したが、出てきた音は期待したほどでもなく、内心がっかりした。

ところがエミッタフォロワを入れてみると、動作は安定して不安感は全くないし、音も落ち着いて好ましい。これなら作った甲斐はあった。かつて苦労して作ったあのDCマイクはなんだったのかと拍子抜けするほど良い音である。

マイクカプセルの成極電圧はeBayに出品されていたときの説明に寄れば+48Vになっている。
しかしこの回路では+36.6Vとなって、定格より低い。おまけに信号が入ると電圧が変動する。音にどのように影響するか少し心配である。定電圧回路を入れるべきかもしれないがそれでは複雑になる。いろいろ考えてもらちがあかない。問題があればそのとき考えることにして、とにかく第一回目の試作を作ることを優先した。結論。出てきた音は非常に感度が良く、これで十分実用になることがわかり安心した。

試しに部屋の窓をあけて外の音を聴いていたら、50メートル以上離れている隣家の階段を上り下りする音が入ってきたのには驚いた。直接耳では聞こえてこない音である。

続いて実装の様子。マイクアンプの入力は1GΩという極めて高いインピーダンスになっているので、基板の絶縁抵抗があてにならない。DCマイクを作ったときに習ったように、SEコンデンサの絶縁抵抗を利用するために、このコンデンサを基板に接着して直接半田付けする。メーカー製のマイクアンプもそのような構造のようである。
そして裏面の様子。こちらには面実装のコンデンサ(ECHU)が見える。とにかく回路が単純なので作りやすい。こんな回路ですばらしい音が出るのだからたまらない。DCマイクの時代から隔世の感がある。
最後にできあがった様子。マイクを買うとショックマウンタが付属してくる。安っぽい金ぴかの装飾を除けば、プロ用マイクに見えてしまうところが面白い。

当初はオンライン会議用に使うことを目的に始めたこのプロジェクト。できあがってみると、期待していた以上にマイクの性能が良かったので、近々これを使って我がオーディオシステムの音をYouTubeに公開しようかとも考えている。
YouTube経由なので、どんなに録音が良くても(そもそもADCとクロックで音が変わる)そのまま音の様子が伝わるわけではないが、記録して残しておけることだけでも意味があるかもしれない。

試作10号 その1 (水晶発振子 3個シリーズ接続)2020年06月09日 22時42分48秒

前回の記事からすっかり間があいてしまった。
コロナ騒ぎであれやこれやで振り回され、すっかり疲れてしまい、文字を記す元気が薄れていた。 いっぽうで、水晶発振器に大きな変化があった。書くべきことはたくさんあるのだが、言葉がまだまとまらないので、とりあえず最新の回路図だけ掲載する。

まずはその前に訂正がある。
肝心の真空管の番号を誤って伝えていた。正しくはWE404Aである。以前の記事でWE406Aとなっているところを適宜読み替えていただきたい。

それではメインの発振回路から。
前回からの変更点は1カ所。WE404AのSGに4.7KΩを入れた。これによって出力振幅が50Ω負荷時で1.7Vp-pに減少した。これでやっとLTC6957の仕様を満足させることができた。

次にB電圧回路。ここの変更箇所は、平滑回路に15Hのチョークトランスを入れたこと。
最後にヒーター回路。変更点は2カ所。整流に理想ダイオードブリッジを使ったことと、トランスをFP20-600に変更したこと。これで平滑後の電圧が14Vになってだいぶ余裕が生まれた。R9で出力電流のトリム調整をしている。
回路を変更したのが5月26日だったので、エージングは今日で2週間目となる。まだ日々変化がある。

変化があまりにも大きかったので作番を新しくして、これを試作10号と呼ぶことにする。

試作9号 その3 (水晶発振子 3個シリーズ接続)2020年05月17日 20時48分49秒

前回掲載したスペアナの画像を見て、小さいとは言え側帯波が残っているのが気になる。水晶発振子のドライブレベルが適正でない証拠である。このまま納得するわけにはいかない。

その対策をどうするか。CとRの定数をいろいろいじってみた。結論から言えば、決定的な効果はなかった。むしろ発振が停止したり、発振しても不安定になったり、結局最初に決めた定数が最適値に近かったことがわかった。

すったもんだの末にたどり着いたのが次の回路図。
変更箇所は三カ所。
1)出力部のアッテネーターは削除した。
2)WE406のカソード抵抗を100Ωから330Ωに変更。
3)そして水晶発振子を3個シリーズにした。


測定結果は次の欄で。

試作9号 その12020年05月12日 22時49分10秒

試作8号は 水晶発振子が1個。
試作9号は 試作6号で使った水曜発振子をそのまま移植して2個シリーズ接続とする。

回路は以下の通り。
変更したところは2カ所。水晶発振子が2個になっていることと、出力にアッテネータを入れたこと。ただ適当な抵抗がなかったので、インピーダンスは合っていない。おもしろいことにR11を100Ωから200Ωにすると急激にQが小さくなり、同調領域がかなりブロードになる。負荷にも適正な値があるようだ。