6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプの試作品完成

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先日オーダーしたテスト用基板が到着しましたので早速組み立て実施。結果は、単三電池ホルダ以外は大丈夫というものでした。

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電池の長さは基本決まっていますが、ある程度のレンジがあるのと、金具の接点出っ張りが図面よりデカイですなぁ。実際に電池入れたらギリギリでした。ペンチなどで曲げていただく対応をお願いしましょう。物は、日本橋のシリコンハウス共立で買ったものですが、台湾製と思っていて COMFORTABLE BC-0301 で部品作ったんですが、今金具を見ると KEYSTONE の文字が… ソックリさんですが、物は違うという事態になってしまいました。次回ロットからは電池金具見直ししましょう… 今回の基板は B 品として出します。

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アクリルの天板を仮止めしてみてどんな雰囲気になるか観察。見た感じはいいです。ただ電池交換時にはアクリル板を外さないといけない罠があります。

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簡単な測定だけしました。橙の線が f 特のグラフになります。十分です。

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また、別の方法でも測ってみました。100Hz,1kHz,10kHz を出したときの結果です。倍のトーンが観察されます。実際聞いてみた感じでは 12AU7 高電圧バリバリにかけたときみたいなキラキラ感はないですが、これはこれでゆるめにオクターブトーンが出てて素直に鳴るタイプのアンプに仕上がったと思います。わりと長い時間使ってもあんまり疲れない感じといったらいいかなぁ。

6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプの試作基板発注とアクリル板カットの見積

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6418 ヘッドホンアンプは、お正月の作業で基板のガーバーデータ出力までたどりつきました。この週末で試作分の基板発注とアクリル板の見積依頼をしたところです。今月下旬に運良く基板が届けば動作テストとマニュアル作成をして2015年2~3月頃リリースを目指したいと思います。また、頒布物の構成は下記のようにしようと思っています。

  • ヘッドホンアンプ基板と電子部品一式のセット
  • アクリル板+M3ネジ+スペーサー(オプション)

ヘッドホンアンプリリースまで今しばらくの間お待ち下さい。

6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプの基板

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6418 ヘッドホンアンプの基板にとりかかります。私が今使っているのは KiCad です。昔の Stable 版なので Version: (2013-07-07 BZR 4022)-stable という古いの使っていたりしてます。これで、先日作った回路図をもとに基板のレイアウトを行います。

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とりあえず版を作成して印刷して現物あわせタイムをやっていたのが上の写真で、作業日は元旦です。ここで、電池の長さやコンデンサの大きさが間違えていたのを発見。KiCad のモジュールエディタで外形の修正を行います。間違いは今回新規で作った部品ばかりでした。

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現物チェックでちょっとキツイかな言うところがあるので、修正途中の基板が上の画面コピーです。あと1日2日寝かせてから基板製作依頼することにしましょう。

6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプの暫定回路決めた

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6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプの回路を一旦締め切り。まぁ、決めてしまわないと基板のパターン引けないし。一応ことわっておきますが、この回路は参考資料で動く保証は出来ません。

初段はサブミニチュア管の増幅回路で、次段がオペアンプのボルテージフォロアというベタな組み合わせです。それ以外には、電池が減ってきたことをお知らせする LED が 2 つ付いてます。LED 2 つのうち 1 つは A電池用単三が減ったとき用で、もう一つは B電池の 006P の電圧が下ってきたことを知らせるものです。あえて、電源 ON を知らせる LED は付けませんでした。電源 ON LED 付けるだけで 006P の消費電流が倍になるためです。

B電池は 006P ですが、電池交換のときに +- 逆に差そうとする可能性をゼロに出来ないので、ダイオード一本の逆接保護を入れています。Pch MOSFET の逆接保護が電圧降下もほとんど無く良いのですが、手頃そうな石が面実装になります。面実装部品を付けるのが大変な方もおられるかもしれませんので、今回は簡便なショットキーダイオードによる方式を取っています。

オペアンプの出力側は、1000uF のカップリングコンデンサだけでも良いと思いますが、どんなオペアンプに交換されるかわからないので、簡単な発振防止用のCRフィルタは付けておきました。

さて、アートワークにとりかかりましょう

6418 サブミニチュア缶ヘッドホンアンプに使うケースを探す

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基板の計画もしないといけないのですが、ケースをどうするかも決めないといけません。ということで、日本橋行ってきて買ってきたのが上の写真。左側が adafruit PRODUCT ID: 1471 Large Tin With Clear Top Window で右側が PRODUCT ID: 97 Altoids mints sized tin というものでブリキのケースです。左は中身が見えるケースで大きなサイズ、ミント缶は小さいです。

このケースを買ってきたのは、電池替えるときにパカと開くのが楽でいいよなぁ。というそれだけの理由だったりします。

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ミント缶ケースに電池や、型番違うけど大柄なほうのサブミニ管など入れてみて。こりゃちょっと無理という感じに

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窓付きのほうはサイズに余裕があるので。これでしたらなんの問題なく全て入れられそうですし、出力のカップリングコンデンサ交換などでサイズの大きなやつに交換などしても収まりそうです。ただ、地味に箱はデカイ…
蓋が開くので一番流通しているのは缶ペンケースなのですが、印刷とかしてない生のままとか安く買えないもんかと考えたりも…

値段高いけど、このケースにしようかなぁ。

6418 サブミニチュア管ヘッドアンプ 部品選び開始

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タイトルはなんか順調そうなんですけど、実情はそうでもありません。いうやつ(笑)

基本土日というか東京から家に帰った日に電子工作の作業をするんですが、もうちょいまとまった時間欲しいところですが、愚痴を Blog に吐いてはいけませんな。Twitter に流します。

いきなりつまづいてるのは電池の端子でございます。まだ、全体が決まってるわけではないのですが、6418 ヘッドホンアンプ基板は電池デバイスとします。それも、真空管のヒーター用の A電池(単三 x 1)と真空管のプレート電圧やオペアンプを動かす B電池(006P x 1)を使うという、実にめんどくさいアンプです。

これらの電池は電池ボックスなどで接続するのではなく、基板上に電池用端子を設けて基板上に電池が乗っかるようにしようと思っています。そこで電池金具などいくつか求めて帰ってきた次第。006P は上の写真のでいいかなーとは思ってるのでが、単三電池は、もうちょい見栄えいいのにするかなーなどなど。006P 用の基板用電池ホルダーで見栄えのいいやつは 1 個 600 円とかいきなり高くなるのがつらい。単三用は結構種類あるけど 006P 用が地味選択肢すくない。

これ以外にも、6418サブミニチュア管をどうやって固定するのかなど検討せないかん項目は山盛りでございます。買う部品決めんことには基板も引けないので年内目標でパーツ決めたいところです

6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプの簡易測定

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ブレッドボードのままで測ってもアレなんですが、傾向は見ておきたかったのでオーディオインタフェースひっぱり出してきてちょこっと測定

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負荷抵抗はパーツボックスにあった 33Ω の抵抗を使用しています。20kHz ちょいで切れてますが、これはオーディオインタフェースのマイク入力でカットされているところです。高いとこまで十分出てます。ひと安心であります。

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マイクロフォニックノイズの確認です。上は、落ち着いてるとき、下は、真空管を「コン」と弾いたときに発生する音です。約4kHz の音が発生しています。この4kHz付近というがクセもので人間の耳に聞こえやすい周波数です。実際ヘッドホンで聞いてると音叉をたたいたような音が聞こえます。

60Hz や、それの倍音のノイズなどは、ブレッドボードの配線、真空管で拾うノイズ、入力のボリューム浮いてるなどあちこちから拾ったものが混ざったものです。入力ボリュームの場所変えるだけ拾うハムの大きさが変る状態のため、適当に組めばこれくらいノイズ乗るという程度の参考に。まぁ、-50db くらいなので気にしだすと十分聞こえちゃいますな。

6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプ A電池、B電池の電圧低下インジケータ追加

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今日は、ヘッドホンアンプの電池がなくなってきたら LED を点灯させてお知らせするインジケータを追加搭載。表示は2系統ありまして真空管のヒーター用単三電池(A電池)が 1V 以下になったら LED を点けるのと、それ以外の回路全体を動かす 006P 9V の B電池が 7V 以下になったら LED を点けるものです。電圧はおおよその目安です。

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電圧があれば、LED は点灯しません。

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真空管のヒーター電圧を下げて、0.97V で LED が完全に点灯

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B電池側のインジケータは6.6V で完全に点灯しました。まぁ、目安なのでいいかな。

この電圧低下インジケーター回路を追加した状態で、LED 非点灯時の 006P の B電池電流は 5mA から 6mA になりました。A電池は約20mA。
B電池 006p の容量を 200mA/h として 30h、A電池 750mA/h として 37.5h くらいの目安ですね。
とりあえず、これは基板作って頒布する方向にしようかな。

6418 サブミニチュア管ヘッドホンアンプ基本形をブレッドボードで作ってみた

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6418 のサブミニチュア管を使用したヘッドホンアンプの基本形をブレッドボードで作ってみました。

サブミニチュア管とオペアンプのハイブリッド構成です。入力は手持ちの部品があまりなかったのでゼロバイアスで組んでみてバイアス電圧確認したところ -0.33V くらいでした。もうちょっと欲しいところですが、過大入力させなければ動くでしょうということで、オペアンプのバッファをかませて試聴中。使った OPAMP はパーツボックスから出てきた5種類差し替えて雰囲気をチェック。

OP275
LME49720
LM4562
OPA2134
4558DD

OP275 との組み合わせが今のところいい感じです。

とにもかくにもマイクロフォニック・ノイズ対策を考えないと駄目ですね。

ヘッドホンアンプ出力のリレー回路(スピーカー保護回路)

SpeakerProtect

 

ヘッドホンアンプの出力に取り付けるポップノイズ除けの保護回路です。手持ちの G5V -2  のリレーが 12V のため、電源電圧は 12V にて動作確認しています。

R1 330k の抵抗を通った電流が C1 にたまっていき C1 の電圧があがっていきます。この定数の場合は電源投入後4~5秒でリレーが ON になります。R1 を 470k 程度に大きくするとリレー ON までの時間は7~8秒程度となります。左下のスイッチはリレーを強制的に OFF にするためのスイッチです。

この回路は単純に電源ON後一定時間経ったらリレーを ON させるだけの回路です。正負電源を使うようなアンプの DC オフセット検出や、出力短絡の保護などはありません。