2018年05月18日

Open.Theremin@新型基板の開発が頓挫中

新型テルミン開発の現状を箇条書きでまとめると、、、

1)アナログ部は概ね正常に動作している模様だが、D-FFによるディテクターの働きが正常かどうかはオリジナルの回路を実際に測定して確認する必要がある。

2)オーディオクロックの発振は正常に行われているが、MCUの動作を検証するシリアルモニターによる検証方法が、MCUに入力するクロックソースが別電源なために実行できないという問題がある。

3)起動時に音声が出力されない。テルミン以前の純粋な音声再生ルーティンが機能していない。

4)キャリブレーションモードへの移行を判定するモードスイッチは正常に動作している模様。

5)ただし、モードの移行をスイッチの押し時間で判定するタイマーがオーディオクロックによってドライヴされているため、ソフトウエア開発時の検証が出来ない。

6)実際に電源を投入して運用を行った状況ではロータリーエンコーダーの切り替えが出来ておらず、DACの出力電圧が変化しない。

7)オシレーターがチューン不能なため、ピッチ判定機能の検証が行えない。

8)手動でオシレーターをチューンした場合も、Volume側のLEDドライヴ(音声出力を判定している)が行えていないことが判る。音声が出力されない問題も絡んでくるのがポイントで、チューンの状態を確認できない。

9)電源とUSB通信端子の併用は、MCUの破壊をもたらす。

以上、判明している不具合をまとめてみたが、稼働までの道程は遠そうだ。

追記:


MCU2個目が死亡。

もう呪われているとしか思えないが、どうも通信の途中にUSBケーブルを引っこ抜いて死亡させるという愚を犯していた気がする。

毎度、書き込み時の情況はモニターしていた筈なのだが、偶に通信が遅延してそれを認識せずにやらかしていた感あり。

で、モードの切り替えだが、LEDの表示のみが働いていたようで、モードの切り替えを確認するLEDマーカーを追加しても反応しないことから、理由は判らないがなんらかの機能不全が発生している模様。

基本的には稼動状態だった旧システムからコードを移植しているだけなんだが、何故不具合が発生しているのか全く見当がつかない。
posted by Yasuski at 17:15| AudioElectronics

2018年05月16日

Open.Theremin@オシレーターを調整した後にディテクターの動作を確認する

Vari-Capへのコントロール電圧が0Vの状態で物理的な手段で調整を行った。

調整箇所はオシレーターの時定数を決定するCで、Pitch側は100pFに24pFを追加、Volume側はデフォルト値の150pFを100pFに交換し、20pFを並列に配置した。

調整後の波形は歪んだ感じの妙なスプリアスが出てしまうが、

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Screen Shot 2018-05-16 at 4.08.16.png

ディテクターの出力をオシロスコープで観測する限り、差分の出力は正常に行われている模様。



で、少々心配なレベルで出力波形がナマッている。 

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H/Lの判定は入力端子のヒステリシス設定によるので、結果は実機で検証する必要がある。 MCU側の動作がかなり怪しく、ハード/ソフト両面からの検証を行わなければならない。

とりあえず現時点では制御電圧がゼロの状態で調整を行っているが、ベストな方法は1/2VCCの制御電圧をVari-Capに印加した状態で行うべきだろう。 

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プログラム側の調整が完了した時点でオシレーターの基本発振周波数を設定するVRTを接続した後に、改めて調整が必要。
posted by Yasuski at 07:01| AudioElectronics

2018年04月08日

Open.Theremin@動作検証用の新型機の製作を失敗する

バックパネルの結線チェックを行った後に通電したが、一部LEDが点灯するのみで動作しないことが判明。

不具合を整理すると、

1)まずテルミンの根幹部分でもあるアナログオシレーターが何となく機能していそうな挙動を示すものの、波形がえらく汚く、ゼロポイントを検出するどころではない。 
2)Volumeが600kHz/Pitchが230kHz辺りに居るが、これは計算とは大きく違う。 
3)起動時にピポパ音が聞こえないことから、DACは全く動作していない。 
4)RGBロータリーエンコーダーのうち上側のLED配列がおかしい。 
5)下側のエンコーダーは全く発光せず。 

以上、不具合はプログラムミスを含めてハード/ソフトにまたがるものと判明している。 

対策が最も容易なものはLED配列の修正で、これは端子の設定を修正すれば良さそうだが、全く点灯しない下側の方はハードウエア面の不具合の可能性があり、ロジック・アナライザを使ってTeensyの動作をチェックすることになる。 

同様にDAC関連の端子もロジック・アナライザを使ってチェックする。MAX5717は動作が確認されていないので、実績があるMAX5541の方を優先的に検証したほうが良いだろう。 

オシレーターは基板をバラして発振状態を確認することになるが、こちらは事故を起こさずに検証を行うための基台を新たに製作した方が良いだろう。
posted by Yasuski at 06:35| AudioElectronics

2018年02月21日

OpenTheremin@Toslinkデバイスの実装を行う

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専用のアルミアングルを製作して、Toslinkデバイスを基板に固定した。 取り外しが手間なので、信号分岐用のポートを増設したほうが良いだろう。

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アングルを取り付ける際にクリアランスが問題となったが、ポリカーボネート製のナットを削ってギャップを解消している。
posted by Yasuski at 12:29| AudioElectronics

2018年01月31日

OpenTheremin@OverloadModeの波形を観測する

先に録画したTransitionにOffsetを掛ける音声の波形を表示してみた。



複雑な倍音構成がシームレスに変化していくのが判る。
posted by Yasuski at 22:36| AudioElectronics

2018年01月15日

またもや機材車のエンジンにトラブルが発生する

夕方になって買い物に出かけるつもりがVWの6気筒エンジンにトラブルが発生、エンジン関連の警告灯が点灯してパワーが上がらない。エグゾーストパイプから異臭がするのは生ガスを吹き出している証拠。

出立を諦めてクルマに診断用のデバイスを接続して故障箇所を探るってみると、1気筒目がミスファイアを起こしている模様。フードを開けてイグニションコイルユニットを引き抜くと恒例のイグニッションコイル折損事故(3回目)な事が判明する。

とりあえず、工具を持っていそうなJAFを呼んで、折れた部分の引き抜きを依頼するも、サービスカーは狭い部分に届くプライヤーを持ちあわせておらず、当てが外れる。 結果、自力修理、もしくはディーラーまでクルマを牽引というアレな状況に。

折損するVWのイグニションコイルは明らかに欠陥品だが、何故か日本のディーラーはそれを認めず有償修理扱いという鬼畜な対応なので、出来れば自力で修理を行いたい。

こんなこともあろうかと1年半前に輸入していたスペアを活用する絶好の機会が到来したのだが、プラグホール奥に鎮座する折損部を引き抜かないことにはスペアパーツは役に立たない。

で、JAFのおっちゃんと協議した結果、歯医者が持っていそうな返しの付いた工具で対応できるのでは?との示唆を貰う。

ナルホドその手があったかと、ひとまずJAFにはお帰り頂いて、在庫している自転車用チタンスポークの折れ曲がった部分をダイヤモンドルーターで研磨、折損部のクリアランスにねじ込んで折れたパーツを引き抜くための工具を自作した。

チタンスポークは激硬いので強度的には問題なさそうだったが、押し込んだ工具を回転させるのが難しい。トルクを加えられるように、スポークのストレート側を折り曲げて持ち手に加工した後、折損部の一番奥に至るまでスポークを押し込み、これを回転させて詰まった折損部を引きぬくことが出来た。

心配だった代替パーツの互換性は問題なさそうな感触だったので、町内を一周してエンジンの動作を確認しておいた。

まだヤバそうな死亡が確定しているパーツがあと3本残っているので、保険のために改めて代替用のパーツを発注しておいた。製作した治具は使い易いように再加工して、故障判断デバイスのケースに入れておく。

今回は、合計で20K程の節約ができた計算だが、そもそもリコール扱いのパーツをなんで自腹で揃えにゃならんのかと微妙に納得いかないのがトホホ。
posted by Yasuski at 04:20| AudioElectronics

2018年01月10日

MEMSなスピーカーが発売されるらしい

これとMEMSマイクを組み合わせて、ホースから開放されたトーキングモジュレーターを造りたいのだが、とりあえずセンサーの構造を考えてみると、、、

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細い棒の先に防滴構造に加工した振動体を取り付けたものを口盆内に挿入し、マイクはその同軸上に設置することになるのだが、、、センサーの支持構造に工夫が要りそうだ。

posted by Yasuski at 05:49| AudioElectronics

2017年11月10日

目玉スイッチの作り方@直径6mm編

目玉スイッチに仕込んだLEDが不良だったので、アクリル製のガワを破壊して、再組立てを行った。

その際、製作のステップを考えなおしたので、その備忘録。

1)まず、直径6mmの透明アクリルパイプを5mm長に切断する。 サーキュラーソウで切断を行う場合は、ピックアップが難しい(ノコ刃の隙間に切り出した部材が入り込む)ので、材の厚みギリギリに刃の深さを調整すること。

2)表面実装LEDは0805サイズのものを使用する。 耐熱両面テープでLEDを固定した後、水平に極細の配線材をハンダで接合する。

3)切り出したアクリルパイプの切断面を研磨した後、側面に配線を通すため1mm径の穴を貫通させる。

4)タクタイルスイッチのシャフトには予めOリングをはめ込んで、アクリルパイプ取付け時のクリアランスを確保しておく。

5)瞬間接着剤を使って、タクタイルスイッチの上面にLEDを固定する。

6)固定したLEDの配線材をアクリルパイプの配線用の穴に通す。 線材は、LEDの上面を交差する形でまとまる。 座りの良い所で、パイプを固定して、瞬間接着剤を滴下する。

7)パイプの固定を確認した後、LEDの通電テストを行う。 問題がなければ、アクリルパイプの上面に薄く瞬間接着剤を塗布し、目玉を取り付ける。

以上、作業時間は慣れれば15分程度。 予めアクリルパイプを切り分けておくと、作業時間は更に短縮できる。

タクタイルスイッチは、シャフト長が異なる製品をまとめたサンプル用のパッケージをebay等で調達するのがお得。
posted by Yasuski at 00:22| AudioElectronics

2017年11月04日

OLED簡易オシロスコープの製作@組立工程を進める

OLED簡易オシロスコープを構成する部品の実装を行っている。

まずは、LED(RGB)をトップパネル裏から両面テープ越しに固定する。

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ボディー側には、左右両端に取り付け穴を空けた後、Hirose/6pinコネクターを取り付ける。 オシロスコープは信号ラインに挿入する形で接続するので、端子間の配線は直結としつつオーディオ信号と電源を分岐させる。

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オーディオ信号は入力バッファーを介してオシロスコープに入力するので、Quad/Dualタイプのオペアンプを増設する必要がある。

基板との配線は、ブレッドボード用の配線材を流用する。

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各端子には丸ピンを配置している。

当初は、GFRPの厚板でVR取り付け用のシムを、

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GFRPの薄板でOLEDの保護パネルを製作していたが、、、

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クリアランスと視認性の問題が発覚したために、素材を再び吟味することになった。

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検討の結果、それぞれ素材をGFRPの薄板と透明アクリル板に変更している。

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GFRP製のシムには、カットシート(紙製)を貼り付けた。

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Hirose/6pinは取り付け穴の加工が難しい。

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心配していたプラグとの干渉は発生しなかった。

プログラム側の変更点は、OLEDのドライヴ速度を高速化するためにライブラリのdigitalRead(Write)をdigitalRead(Write)Fastに書き換えている。

残るは、タッチスイッチとオペアンプの実装だが、タッチスイッチの製作には欠品している部品の調達が必要。
posted by Yasuski at 07:04| AudioElectronics

2017年10月28日

OLED簡易オシロスコープの製作@部品の組み込みを開始する

ケースはID-292。 トップパネルはテルミン用に作ったものを流用する。

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OLEDパネルは制御基板のクリアランスが確保できなかったので、表示素子を分離した後、ケースとの干渉を避けるためのオフセットを加味して実装を行う。 補強にはL型アングルを使用しているが、取り付け位置を若干ズラすことで、制御基板を20°ほどスラントさせている。

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固定には両面テープを使用した。 強度は十分そうだが、若干の補強を行う必要があるかもしれない。

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定電圧電源回路とオペアンプを実装する予定だった青基板だが、OLED制御基板とのクリアランスが予想通りに確保できず、右半分を全面的に切り落とすことになった。 トップパネルへの固定は基板に取り付けたVRポットで行っている。

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MCUは青基板の裏側に取り付ける。 青基板は失敗版のRev.1なので、電源周りの配線に注意すること。
青基板上に予定していたOp-Ampの実装が出来ないので、アングルの裏面に新たな入力回路を増設する。

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仮組みしてケースとのクリアランスを確かめたところ。 トップパネルのタッチスイッチは運用モードの切替に使用する予定。 中央の孔にドールアイを使ったモード判定用のRGBイルミネーションを追加する。 入出力端子はHiroseの6pで、ケースの左右に設置する。

ID-292の蓋を活用する場合クリアランスの確保が難しく、VRポットのツマミの選定が問題になる。 OLEDパネルにフードを付けて視認性をアップしたいところだが、これをアルミ板の板金工作で作るか3Dプリンタで製作するかが悩みどころだ。
posted by Yasuski at 05:03| AudioElectronics

2017年10月27日

OLED簡易オシロスコープの製作

製作中のOLED簡易オシロスコープにモード切替スイッチのプログラムを実装中。

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追加したのは稼働実績のあるコードだが、全体が相変わらずのスパゲッティーなので、実働するかは判らない。
posted by Yasuski at 17:46| AudioElectronics

2017年10月22日

久しぶりにSignalHoundの整備を行う。

本家のサイトで新しいアプリケーションのDLが可能だったので、コレを試す。

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なんちゃって受信機の機能が上がっている他、以前のヴァージョンとは格段に遣い易くなっている。

残念ながらWindowsのみ対応なので、OSX環境下ではParallelsを起動して動かすことになる。 

偶にコレを使ってThereminのオシレーターの周波数を調整しているが、デジタル系ラインの調整と確認には別にロジアナが必要。

https://www.silvertone.com.au/content/bitscope-bs10u-micro-oscilloscope-analyzer
posted by Yasuski at 00:33| AudioElectronics

2017年07月31日

基板が届いた

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posted by Yasuski at 06:04| AudioElectronics

2017年07月23日

ADAT@パワードモニターにDACボードを取り付ける

まず、パワードモニター背面の入力ポートにパネルマウント用の基台を取り付けた。 基台の取り付けには新たに取り付け孔を空ける必要があるが、コーナーのネジを取り付けて仮固定した後、もう一方の位置決めを行う行程を守ること。 これを怠ると、孔開けの位置が微妙にズレてしまう。 なお、新たに開けた孔の位置がオリジナルと近接しすぎた場合は、裏面からナットを使って固定する必要がある。

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予想以上に基板と放熱アングルのクリアランスが厳しく、ガラステープによる絶縁が必要となった。

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仮組みなので正確な取り付け位置ではないが、ご覧のようにクリアランスは殆ど無い。

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一方、ペンディングしていた電源電圧の測定を行ったところ、プリアンプの電源ラインには±15Vが供給されていた。 電源はライン上にカスケード接続されたダイオードで電圧を降下させて、±12Vで運用されている。マイナス側が15.4Vと若干精度が甘いが、このままで使用が可能なレベルだろう。

問題はパワーアンプに供給される電源ラインで、プラス側が5V、マイナス側が-45Vととアンバランスな構成で、このままではコンベンショナルなアンプ回路に使用できない。 VSM300XTはパワーアンプを換装する構想なので、バランスの取れた電源が必要だ。

オリジナルの回路構成を解析するためにWebを検索したところ、それらしい回路図を発見した。

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これは、フライバック/レギュレーターを使ってパワーアンプ駆動用の電圧を生成する回路で、パワーアンプ基板の右半分にこれが実装されているようだ。

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特徴的なコンデンサの値から回路構成を確認、フライバックレギュレータが使用されていることが確定した。

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ということで、今回はパワーアンプのリプレイスは中止、オリジナルの回路を使用することに計画を変更した。

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posted by Yasuski at 06:41| AudioElectronics

2017年06月24日

Open.Theremin@WCKポートのつなぎ間違いを修正する

MCKの出力を間違えて繋いでしまったので、修正を行った。

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Teensyの実験用プラットフォームとしては、専用に設計した1枚タイプの基板よりもArduino互換でShieldを使えるこちらの方が使い勝手が良いかもしれない。

が、何れの基板も外部からUSBを直結できない仕様なので、試作用筐体を専門に造るべきだろう。
posted by Yasuski at 11:47| AudioElectronics

2017年06月18日

T.C.Helicon/VSMx00/XTの電源/パワーアンプの解析(1)

6.5吋のCoaxialスピーカーを調べていたところ、珍しくebayが最安値だった。 

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PA用途を考えて200W程度までパワーを突っ込める製品を探すと、どうしても$200を超えてしまうのが難。

オリジナルは一見して奥行きが浅いことが判る。

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マウントが4点止めなので、6点系と互換性を持たせるにはスペーサーが必要だが、スペーサー挿入分のクリアランスが削られてしまうのが痛い。

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スピーカー台座は両方共に取り外す方向で検討している。

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マグネットが薄い典型的な安スピーカーのシェイプといえよう。

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アプリケーションノートによると、単純に電源を供給するのではなく、アンプのフィードバック制御を行っているようだ。

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電源とアンプの2階建て構造だが、これを分解して配置をやり直すことでクリアランスを確保する計画。

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リボンケーブルは、アンプを制御するための回線。

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電源の放熱システムは作業工程を減らすためか部品が直接取り付けられていないのがラッキーで、簡単にバラせる雰囲気だ。

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アンプ側の放熱板も半導体に放熱ブロックを取り付けるユニット化が行われていて、こちらも簡単に分解できそう。

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半導体は、放熱ブロックに固定されている。

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切り取った余分な板は、底板に貼り付けて台座に利用してもよい。

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多分アンプの制御系がまとめられているボード。

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スピーカー購入の是非は、クリアランスの確保を行うためのパーツ配置替えを実験した後に決定するが、まずは放熱板のデザインを行わなければならない。

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作業のプライオリティーとしては、DACの実装と平行してクリアランスを稼ぐために電源/アンプ部の実装形態をリファインすることになるが、後者が無効な場合は残りのスピーカーへのDACの実装を優先していく。

現在分解しているスピーカーは300XTが2台と200XTが1台で、このうち300XTは専用のバックパネルを作り直しているところ。 300XTは同時に電源/パワーアンプの分解を1台分完了している。

300XTをイジる過程で発生するの問題は、EQ等の余分なコントロール回路の再設計だが、この部分を素通しにして、回路を組むというのもアリ。 

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ただし、最も結果を速く出せるチョイスは、XT200の電源をバラしつつ、DACを実装する組み合わせなので、とにかくDACの回路を優先して製作することが望ましい。
posted by Yasuski at 16:46| AudioElectronics

2017年06月17日

VSM200XTを分解する

バックパネルの入力回路は至ってシンプルで、

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フロントの基板台座はこんな感じで回路が省略されている。

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基板は入力バッファーとレベル調整の為のヴォリュームポットとレベル監視LEDを駆動する回路で構成されている簡素なもの。

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バックパネルもシンプル。 必要となる作業は、Neutrikのパネルマウントを固定するネジの孔開けだけ。

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一方、VSM300XTの方は、部品が微妙にオフセットされているためにOpticalUnitの実装を行うスペースは無く、バックパネルの改造は難しい。

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仕方がないので、アルミ板からパネルを切り出すことにした。

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実装されているスピーカーは13ドルの安物なので、、、

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将来的には6.5吋のマトモなモデルに交換したいところだが、、、

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その場合は、スピーカーとパワーアンプのクリアランスの確認と、スピーカー側にマウント用の孔を4つ開け直す必要がある。

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スペースに余裕が無い場合に必要とされる改造は、

1)電源の実装形態を変更してスピーカーのクリアランスを確保
2)新たに300W程度のパワーアンプに積み替える
3)LCネットワークを組んでTWを駆動する
4)バイアンプ構成を取る場合は、アンプの出力を抑えたものを選択する

といった感じになるだろうか。

posted by Yasuski at 13:45| AudioElectronics

2017年06月16日

24Vトランス電源の製作@トランスをボディーに組み付ける

ダイオードブリッジを追加して、トランスをボディーに組み付けた。

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トップパネルに電圧設定用の端子を追加しなければならないが、場所の選定を思いきれない。

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裏面はこんな感じ。 これから配線を行っていく。

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整流後の平滑を行う電解コンデンサーは既にブロック化していたが、

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これをバラして、ラグ板上に組み直す予定。

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3端子レギュレーターは電圧調整が可能なLM317系を使用するが、電圧調整を行う半固定抵抗の設置場所が決まらない。

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ケースの蓋はご覧のように白いスプレーが吹かれていてみっともないのだが、これがなかなか落とせない。

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posted by Yasuski at 22:31| AudioElectronics

2017年06月15日

楽器専用アンプからスピコンを追放する計画

eKora用のアンプからスピコンを追放しようか考え中。

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使ってみて初めて解ったのだけれども、スピコンは楽器単体の専用アンプでは選択する意義が無い規格だった。 最近のジャックはスッポ抜け防止機能を持ったのがあるので、10M程度を引き回すのであれば普通のPhone端子で十分。 

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欲を言えばREMO等のスマートなデザインのコネクタが理想なのだが、在庫しているのは8p以上の無駄に高機能なものばかり。 なので使うことを思いきれない。 

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8pのケーブルはアンプ本体と電源を繋ぐケーブルに使えるが、こちらは適当な長さの8芯ケーブルの在庫が存在しないのがまた別の問題。 

日本製のこの手のコネクターは絶望的にデザインがダサイ。 そのうえ、敷設時にうっかりしてネジの端で手を怪我したことさえあるのだから、本当にコレはデザインされているのか?と疑問になることがある。 そんなデザイン不在の不毛な環境の中、手前のHirose製は日本随一ともいえる綺麗なシェイプを持った製品だろう。 Remoの半額以下なのも良いポイントだ。 

いっそのこと、余ってるHiroseの4pを2p化して使うのもアリか。 ハンドリングするパワーが70W程度なので細い端子でも問題はないし、効率云々を言うレベルの運用はしていないテキトーな構成のアンプなので、運用時の利便性を追求した方が良いのではないか。 スピコンは嵩張って収納に困るうえに、展開時はそのサイズがジャマになること多し。
posted by Yasuski at 12:02| AudioElectronics

2017年06月13日

実験用電源の仕様を変更する

製作中の電源だが、R392/URRに必要とされる電流容量が3Aと記憶していたよりも大きいことが判明。 

このままでは製作している電源の定格を超える可能性が高く、TO-3の安定化電源ICの代わりに2N3773を噛ませて出力電流をブーストすることにした。

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同時に発振の問題を抱えて扱い難い79XXシリーズの代わりに定電圧電源ICを78XXシリーズに置換する。 

トランスはセンタータップを解除して、

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新たにダイオード整流ブリッジを追加することで、電源回路の完全な並列化を行う予定。

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posted by Yasuski at 17:13| AudioElectronics