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電源とパワーアンプ 2019 Apr 11

スイッチング電源
スピーカー出力は数ワットあれば十分なので、必要な電源は20W程度でしょうか。 これをトランスを使って作ると、そこそこの大きさと重量になり、 ユニバーサル基板だけで気軽に作るには少し無理があります。 そこでより小型軽量なモジュールタイプのスイッチング電源を使うことにしました。

ぐぐってみると以下の2つが使えそうです。
TDKラムダ 12V2.2A KWS25A-12 購入先
コーセル 12V2.1A TUHS25F12 購入先
TDKラムダの出力側平滑コンデンサの推奨値は 1000uF だそうで、 大きければ良いというものでもなさそう。 また、コーセルは、1次側平滑コンデンサやサージ電流制御抵抗などが外付けで、 その分安価で本体が小さい。 外付けにより基板上のレイアウトの自由度が高いコーセルを使うことにしました。

スイッチング電源のノイズを遮断するACラインフィルター NEC TOKIN 35mH, 0.5A が必要です。 購入先 にて SS11VL-R05350 でサーチ。

アナログパワーアンプ
STマイクロ社のチップで、この型番の周辺には似た仕様のものが多くあります。 出力が適当な、 TDA7377 購入先 (aitendo) を使用しました。10W程度のパワーアンプが4個入っています。

ところで、一般に半導体アンプは±電源を使い、 出力の中点電位を0Vとし、 スピーカーをダイレクトに接続した方が音質は良くなります。 ただし当然ながら電源の構成は倍となります。 一方、+だけの片電源だと出力に電位が発生し、 カップリングコンデンサ (スピーカーのインピーダンスが低いため容量の大きなコンデンサ) が必要になり音質的に不利です。 しかし、片チャンネルに2つのアンプを使うBTL(ブリッジ)接続にすれば、 片電源で出力コンデンサなしの最小の部品構成が可能になります。 TDA7377 はアンプが4個入っているのでBTL接続が簡単に実現できます。

その他
秋月電子の ターミナルブロック をなんちゃってスピーカー端子に使いました。 このアンプでJBLを鳴らしてみたいところですが、 残念ながらこの端子では太いスピーカーケーブルは接続できず、 まだ鳴らしていません。 ヒートシンクは秋月電子の店頭に並んでいたものです。

 

スイッチング電源部とアナログパワーICによるパワーアンプ部
通電してみる、熱暴走しないね、熱くなってないね 信号を入れてみる、お~音が出た!

 

光デジタル入力

S/F DIF からアナログへ変換
USB-DACは沢山ありますが、 S/F DIF(Sony/Philips Digital Interface) 入力からアナログ出力という一番ありふれたものが意外と少ない。 DigiFi 誌 No.16 の付録の基板を使うことにしました。 出所は Stereo Sound 。この基板の 紹介記事

OPアンプ
life audio では音質は問わないので(もちろん十分 Hi-Fi ですが) OPアンプは、その昔40年ほど前によく使った NJM4580DD をソケット挿しで使用。 最初 NFB に位相補正を忘れていると、 ミキサーの受けの方のOPアンプが 400kHz 辺りで発振していて、 位相補正コンデンサを追加しました。

 

DigFi の付録の基板、そのままの状態 使わないコネクタ等を取り去った状態
光デジタル入力→アナログ出力の基板、三端子5V電源、 OPアンプミキサー回路

 

RCAアナログ入力とBluetooth受信

Bluetooth バッタもん中華基板
素性が分かりませんが、中華基板が多い aitendo に1個\500-で並んでいました。 型番は BT5VP7 。この手の基板は他にもいろいろあり、たまたま手に取ったものですが、 電源の食い方がたいへん汚く、 BTのモードにより様々なノイズで電源ラインを振動させます。 この基板の接続後、アンプ基板の方でノイズ対策を行う羽目になりました。 (電源コンデンサの強化、OPアンプ仮想グランドのデカップリング) また、BTの接続相手をロスした時の警告音(チャイム音)がうるさいです。

BTのペアリングなどは他のBT製品と同じで、 ペアリング後はホスト側にWIN-668の名前で見えます。 このWIN-668でぐぐると、以下が分かりました。
Technical Specifications ..
Bluetooth version: 2.0
Profile: Classic BR/EDR A2DP profile
Bluetooth Low Energy Support :No
Frequency: 2.402GHZ- 2.480GHz

 

RCAアナログ入力と、Bluetooth 受信モジュール基板
Bluetooth 受信モジュール

 

その他メモ

天板のアクリルパネル
モノタロウの 三菱ケミカル コーナーでは100mm以下のサイズが作れない。 アクリル屋ドットコム にて、3mm厚、色:クリアー、端面:磨き仕上、穴開け:丸穴、穴径:3.2mm でセミオーダー。サイズや取り付け穴はユニバーサル基板に合わせる。

底板のアルミパネル
ミスミのアルミパネル コーナーにて、アルマイト処理、3mm厚で発注。 サイズや取り付け穴はユニバーサル基板に合わせる。