パソコンUSB出力のノイズは・・・・結構過激

びっくりしました。

普段使いのデスクトップPCのUSBからアイソレータを通さないでAmaneroのUSBDDCをES9018に繋ぎ、RCA出力のノイズを見てみたのですが・・・・・

こんな感じなんですね。。。。

これを、パソコンじゃなくてRaspberryPiのUSB出力からAmanero→9018とすると・・・・

それだけでこんなにも違いがあります。

ウィンドウズPCからのノイズって半端ない…

普通にPCオーディオをするときは、ノイズ対策が重要なのがよくわかった。

そして、RaspberryPiのノイズの少なさにも・・・・
ただし、直接IIS接続にすると、別なノイズが乗りやすくなる。。。。

USBじゃなくて直接つなぎたいのに、一筋縄ではいきませんね

ESS ES9018k2m DACボード②

前述のESS9018k2mボードの改造ネタです。

1. 両電源化
2. オペアンプ交換
3. オペアンプの電源を定電圧化
4. ５Vおよび3.3Vに繋がる電解コンデンサ交換

両電源化

については、基本的に0Ωジャンパを一つ隣にずらすだけで大丈夫でした。

J1のPower selecrionのジャンパーをDualに動かすだけです。

オペアンプの交換

は、当初有名な5532がついています。音は好みがわかれるので何とも言えませんが、中低音域が太く聴こえるオペアンプで有名ですね。

自分は、繊細なほうが良いので、LPFを兼ねているオペアンプにはTL072を使うことが多いです。FET入力のお安いものですが、、、音はなかなかだと思っています。LPF部に使うのにはちょうど良いと思っています。

オペアンプの定電圧化

については、以前に使った手法で、元々電解コンデンサがついていたところに、定電圧基板を押し込みます。

ソケット化しておきます。コンデンサの空き地の所は、単電源中間電位のためにあるもので、両電源では使わないので外してしまいます。

出力カップリングコンデンサの所はジャンパします。オフセットがでなければ、必要のないコンデンサですから・・・・・

ソケット化したところに

定電圧化のボードを押し込みました。ボードは電解コンデンサ不使用のアレです(笑)

そうそう、プラス電源からオペアンプ8番ピンへのパターンはカットしておかなくてはなりませんね。

わたしは、ここをカットしました。ちょうどコンデンサの足に繋がる部分です。

電解コンデンサの交換

この基板、設計は気に入っているのですが、電源部に使われているコンデンサのESRが高いのが難点です。

220μF25V品がついていました。ESRはなんと0.7Ω。。。ひえぇ。。。やぱし交換したほうがよさそうです。

オーディオ品ではないのですが、一応メーカ品のルビコンの470μFのものに交換します。

こちらは、ESR0.18Ω程度でした。

ついでと言ってはなんですが・・・・基板裏で1μFのチップセラコンもパラっておきました。これは、他基板から外した再利用品です。耐圧がわからなかったのでここで消費しておこうという単純な理由からの選択なので容量に意味はありません。。。

と改造は今のところここまでです。

早速バラック状態ですが、電源、ラズパイとヘッドフォンアンプを繋いで音を聴いてみることにします。

一聴した感じでは、クリアで柔らかく、とてもいい感じです。

9038q2mで組んだDACと比べても遜色ありません。

もっとも、解像度という意味では9038q2mのほうがやや上かな。。。。

でも、柔らかさと心地よさは、もしかするとこちらのボードのほうがいいかもしれまん。

以上Aliexpressからお安く手に入れたES9018k2mボードの改造ネタでした。

Roon CoreにしているUbuntuなマシンのCPUアップグレード

現在Roon Coreにしているマシンはmini-itxなマザーボードの入った省電力なものです。

AMDのAM1プラットフォームでCPU sempron3850 1.7GHzなので、かなり非力です。
RoonCoreにはせめてCore i3レベルのCPUパワーが欲しいとの記載があり、少しでも速いCPUにしたほうが良いことはわかっていました。

実際Roonのバージョンアップのたびに、あちこちで待たされる時間が長くなっていることに気づいていました。

現在はバージョン1.8です。バックグランドでライブラリの更新作業が入ったときは、動きがかなり遅く、再生ボタンを押しても実際に再生されるまで、固まったようにみえるまでになってしまいました。

でも、新たにマシンを用意するのもなぁ。それに24時間起動しっぱなしなので省電力なほうが良いし・・・

ということで、焼け石水かもしれませんがAthronなCPUを入手していました。

今回は、それに換装ということです。

Athron5350というAM1プラットホーム最高のCPUをおごります。。。。

絵柄的には全く同じなので、・・・・・

あんまりインパクトありませんねぇ（笑）

もっとも、起動するようになるまで、ちょっと戸惑いました。

原因は、、、、DIMMをスロットにさすのですが、それが片方浮いた状態になっていて、BIOSすら立ち上がらない状態に‥‥

最初は、ヤフオクで手に入れたAthronが不良だったのかと思い、がっかりしていました。

肩を落としながら元のsempronに戻しても・・・・・動かない

同じ状況

というわけで、こりゃ何かやらかしていると思い、調べたらメモリスロットのメモリが浮いていることに気が付いたというながれです。

無事起動するようになりました。

さてさて、目に見えて快適になるかどうか・・・・・

ちょっと触った感じでは、動作が早くなっているのがわかります。

期待しちゃいますね(^▽^)/

2020/02/23追記

上記でAthron5350が最上位と書きましたが、最上位は5370でした。

通常使用時のCPU利用率は2-3％程度です。

バックグラウンドで解析処理等行われているときでも、最大20数％程度のようです。

Sempron 3850 1.6GHz TDP 25W

　　　　　　　　⇓

Athron 5350    2.0GHz TDP 25W

全体的に動作が我慢できる程度に落ち着きました。

少なくとも画面が固まったようになることはなくなりました。

CPU換装は正解だったようです。

換装後の感想でした。

NJW4191リベンジ

以前、負電圧作成のチャージポンプICで苦い経験をしました。でも、どうやらこれはデータシートをきちんと理解していなかったせいかもしれません。

6番ピンに12V入れたらそら壊れますがな。。。てきな事を教えてくれた人がいました。
ありがとうございました。 

6番ピンONOFFはデータシートによると抵抗でプルダウンされているという記載がありました。

抵抗でプルダウンされているということはここを抵抗でプルアップすればわざわざ5Vを作ってONにしなくてもいいのかな。。。

試してみる価値はありそうです。

データシートによると3.5㎂ですので、抵抗値は1.7V／0.0035(mA)=485kΩです。3番ピンと6番ピンの抵抗値の実測がテスタの極性違いで420kΩと489kΩだったので大体そのくらいで計算しても良いようです。

大体500kΩとして考えると、12Vを4Vくらいに分圧するためには、4:500=8:x ということは x=1000となります。つまり1MΩのプルアップ抵抗でONにできそうです。

こんな感じの回路でまずはブレッドボードで組んでみます。

6番ピンの電圧も4.02Vになりました。計算通りです。

実装する部品が一つ減りました。これでいくことにします。

C3に１μFを使ったときのリップルは

200mV程度はあるようです。

10μFにすると

半分程度になりました。

この辺りは、この後のLCフィルタ等をどうするかで変わってくると思います。

MP1584を使った５V，12V，－12V電源

いきなり完成の写真であれですが・・・・

こんな感じでDAC基板とRaspberryPiを使う場合の電源をMP1584で組んでみました。

実態図の３端子レギュレータは、実装していません。必要になった時のために空き地を作っておきました。

配線図です。まぁインダクタの多いこと・・・・

MP1584基板はそれぞれ、５V、-12Vが出力されるように半固定抵抗で調整しておきます。

ようは、過去記事この二つを合わせて作ったものです。

1. MP1584降圧型DCDCコンバータを試す①
2. MP1584 DC-DCコンバータを試す②（負電圧生成）

負電圧に関しては、DAC基板に使うのみだったら、20mAそこそこしか流さないので、MP1584には荷が軽すぎる気がします。ほかにチャージポンプ方式のものがあればそれでも良いように思います。

2021/02/13　回路プチ変更

ほかのページを見ていて、ふと気が付いたこと、RaspberryPiからのノイズの混入を減らすためにはGND側にもインダクタを入れたほうがよさそうだということ。

５V側を変更。。こんな感じなるかな。

使っているインダクタはデジタルアンプの出力フィルタに使っていたもの。流用してみたのですが、直流抵抗が0.3Ω程度らしい。電子負荷でちょっと試してみたら・・・・

なんと、700mAも流せない模様・・・・・電圧降下でDCDCがアップアップ

なので、自作インダクタを使うことに

こちらは

大丈夫の模様・・・・

直流抵抗値はそんなにかわらない(こっちも0.3Ω)。だけどこっちのほうが安定している。

交換決定となりました。

GND側にも入れたことで、ノイズ対策に効いている模様

しかし。。。

直流抵抗は変わらないのに、こんなに違うとは・・・・

びっくりした！！

設計が良い。安い。扱いやすい。ESS9018k2mDACボード①

 

https://ja.aliexpress.com/item/33006207092.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dVzEeib

このボード、設計がなかなか憎い！そしてノイズが少ない。

この値段なら、予備に持っておいてもいいと思える。

±両電源にするのに、ボードのパターンカットが必要ない。0Ωのジャンパーチップをひとつ隣に移して半田するだけ。。。よく考えられている。

ほかに、好感の持てる設計は、アナログ部とデジタル部のGNDを分離できること

IISへの5V供給も0Ωジャンパをひとつ外すだけで供給を止められる。デジタルアイソレータを入れるときは3.3V供給だから、5V供給を止めて3.3Vレギュレータからジャンパを飛ばす改造が簡単にできる。なかなか考えられていると思う。

もうひとつ、大事なこと。

raspberryPiとこのボードを使うと、ラズパイからのノイズが乗りにくい。

これはかなりおおきなポイントだと思う。

今まで使った9038ボードでは、ラズパイをIIS接続すると、GNDを通してノイズが乗ってくるのが、ホワイトノイズと同じくらいのレベルでわかる。わかるといってもヘッドフォンアンプを通して最大ボリューム、高感度のカナルイヤホンでのときだけだが・・・

このボードだと、カナルイヤホンでもまずわからないくらいのノイズレベルしかない。

電源を両電源にし出力カップリングレス、オペアンプの電源定電圧化、デジタルアイソレータでIISのアイソレーションなどの高音質化改造ベースに良いボードだと思う。

YDA138デジタルアンプ基板を高音質化！！

先日、YDA138にコンデンサアレイを付け加えて音を聴いてみようとしていたところで、原因不明・・・のトラブルでICに穴が開きました。

このままでは、悔しいのでもう一枚AmazonからYDA138基板を入手しました。

https://www.amazon.co.jp/gp/product/B013QI0R2S/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o01_s00?ie=UTF8&psc=1

翌日には届くので今日は基板の改造をしていました。

前回ICが破裂したので今回は電源部のコンデンサはそのままにしておくことにします。

高音質化のポイント

1. 入力カップリングコンデンサを交換
2. 出力フィルタの部品交換と定数変更
3. ボリュームの交換
4. コンデンサアレイの追加←今回これをやってみたかったんです

入力カップリングコンデンサは標準だと高音質といわれているELNAの2.7μF電解がついていますが、この値段の基板で中国品だとあまり信用しちゃいけない気がします。なのでここは秋月で手に入れたPMLCAPの4.7μF16V品に交換します。チップコンデンサなのですがかなり大きいので、鈴メッキ線をつけてリード部品と同じように扱いました。

出力フィルタは、前の記事で検討したものを使います。

• T44-26フェライトコアに0.55mmUAE19回巻のインダクタ
• 0.47μFチップコンデンサ：3216サイズ50V,X7R特性
• 0.1μFチップコンデンサ：2012サイズ50V,B特性

コンデンサは大きさの関係からセラミックを使いましたが、できるならばフィルムのほうが良いと思います。(セラミックでもZ特性以外ならばそれなりに良いのですが・・・)

写真はすでに交換した後のものです。ランドが2012サイズなので3216の0.47μFはちょっとしんどいですが少し手前にずらしてつければきちんと半田されます。

そうそう、この基板、おそらく鉛フリーの半田が使われているのだと思います。スルーホールの部品、ボリュームとか、イヤフォンジャックは、はんだ吸い取り器をもっていたので、なんとかうまく外せましたが、そうでないと熱を加えすぎてランドがはがれてしまったりしてなかなかしんどいかも・・・・・。

こつは、一度手持ちの半田（なるべく融点の低いやつ）をこんもり盛ってそれからはんだ吸いとり器で一気に除去するやり方が基板にやさしいと思います。

ボリュームは、マルツのリンクマン　2連50kΩAを使いました。このボリューム、よくギャングエラーに悩まされますが音質についてはなかなかで、評判も良いようです。安いですしね。多めに買ってきて選別しても良いくらいです。

そして、コンデンサアレイ・・・・・ちょっと迫力ある音がでるように見えません？！（笑）前回作ったものです。総容量：30,800μF＋0.1μFｘ4、です。

案の定、手持ちの12Vアダプタのうち一つで、保護機構が効いて使えないものがありました。電源入れても音が出ないで、なにかやらかしたかと不安になり、すごく焦った・・・・

そして・・・・・

お楽しみの・・・・・・

試聴です。前回ICが破裂してお預けになっていたので、期待感大きく、プラシーボ入りとしてみてください。（笑）

まず、コンデンサアレイはつながずに(バイパス)入力カップリングコンデンサと出力フィルタの変更のみの状態で聴いてみました。

• このYDA138アンプでいままで感じていた高音域のカスレ感がなくなりました。
  いままでは、このカスレ感がどうしても気になってちょっと聴いて別なアンプに変えるを繰り返してました
• 音の広がりが自然になりました。
  もっともこれは、この基板、普通に繋ぐと左右逆に出力されるのです。前のはおそらくLとRを逆の状態で聴いていたため不自然に感じたのかもしれません

入出力を変更したので当然音は変わるものだと思ってはいましたが、以前入力カップリングだけの交換の時に感じた高音のセラミック感？が減ったと思います。これなら常用アンプとして昇格できそうです。

次に、本命のコンデンサアレイを繋いでみます。

のまえに、しばらく今のままで使ってみます。

さて、コンデンサアレイの試聴結果は如何に（笑）

2020/02/07 追記

コンデンサアレイの試聴

とうとう我慢できずにコンデンサアレイをつないでしまいました。

結果は

んー。。。。おぉっ　なんだこれは

てか(笑)

一聴して感じたのは、ボーカルの生々しさでしょうか。

ダイアナクラールのSo Nice,すぐ近くで歌ってくれているように聴こえます。

あとは、確かに低音域の量感が増したと感じました。

ただ、低音域に関しては、量感とともに若干膨らんでしまっているような気がします。

こうしてみると、電解コンデンサの音も、さほど悪くない。おおむね良好なきがします。

特に自分はボーカル領域での変化が好ましく。

これはやってみて良かったと思いました。

自作は、いろいろ試せるところが面白いですね。

どんどん、沼に・・・・

・・・・・追記終わり・・・・・

コンデンサ電源の音を聞く。。。。

さてさて、タイトルのコンデンサの音を聞くとは？？？

このところ、DACの電源回路とか、小出力のデジタルアンプの電源から電解コンデンサを排除する方向でいろいろ試してきました。

で、

コンデンサを使った場合どのくらい音がダメなのか・・・・・

知りたくなってきました。

そこで、思いついたのがアレです。

そう、コンデンサアレイ。たくさんのコンデンサを並列にして、電源インピーダンスを下げるというもの、電源ランプがいつまでも消えないというおまけ付きのやつです。

ネットで検索をかけると、結構やっている人がいますね。

みんなこぞって、低音がよくでるようになった。とか、中低音が充実して高音域もきれいに聴こえるようになった。とか

そういった書き込みを多数見ます。

http://puredigital.jp/blog-entry-252.html

http://blog.livedoor.jp/sai4takakuma/archives/1062563019.html

とか・・・・

良くなるんだったら、簡単にできるし。コンデンサもそれなりにたくさんあるし。なのでやってみることにします。

今回作ったコンデンサアレイ。

2200μF25Vのコンデンサを14個並列にしました。それと要所に0.1μFのフィルムコンデンサを4個使用。総量30,800μFです！

ただ、ACアダプタの保護機構が効いてしまうかもしれないのが心配です。まだだいじょうぶかな？どんなもんでしょう。

さっそくやってみました。

奥に鎮座するのが、今回のコンデンサアレイ。さて、音はというと。。。。

実は、まだちゃんと聴けていません。なんとなく傾向はわかったような気がしますが・・・

どうしてかというと、この実験をやっているときに、YDA138を昇天させてしまいました。

みごとに穴が・・・・・・パンっていう軽快な音とともに・・・・・

何が起きたのでしょう？？？

思い当たることといえば、コンデンサの音と定電圧電源の音を比べようと思っていたので、基板側の電源部の電解コンデンサを撤去しフィルム0.1μFのみにしていたことくらいです・・・

電源スイッチはコンデンサアレイの後、基板入力電源部前・・・・

スイッチを入れるとコンデンサに充電されていた電圧が吸収遅延されることなく一気にICに供給されます。。。。

瞬間的に過電圧だったのかなぁ？わかりません。

残念。

コンデンサ電源の音を聴くのはちょっと先になりそう。。。。

2021/2/7 追記

入力側にチップフェライトビーズBLM21Pｘ２。0.1μFチップ積セラｘ２追加

アダプタのスイッチングノイズ対策として・・・追加。

測定できるスキルがないので・・・対策は、まぁ気持ちの問題です(;'∀')

YDA138デジタルアンプの出力フィルタカスタマイズ

表題の通りなのですが、D級アンプの出力フィルタについてちょっと気になることがありまして。。。

それは・・・・・(以下はMC12でのシミュレーショングラフ)

 8Ω負荷

6Ω負荷

負荷が２Ω違っただけで、特性が違います。耳で聴いてもたぶんわからないとは思いますが。。。でも正直これにはびっくりしました。だって、普段使っているスピーカーは6Ωのものなのです。なのに売られているアンプのフィルタは標準で8Ω設定なのですから・・・・・

ゆえに、、、実は常にハイ落ちの状態で聴いていた。。。。。ことになります。

ということで、少し定数をいじってみることにしました。

22uH,0.47uF,0.1uFにしたときのシミュレーションです。Q値が上がってカットオフ付近の傾斜が強くなっています。20kHzあたりのおちは標準8Ω負荷のフィルタと同じぐらいになっています。

さて、定数を変更する前に、一度、素の状態で実測しておくことにします。比較の対象がわからないことには何とも評価しようもないというものです。

標準状態ではデータシートからみるとL=0.22uH,C1=0.22uF,C2=0.01uFとなっています。

これは、8Ω負荷を想定した時のものです。

この定数のままで6.8Ωのホーロー抵抗を負荷にした時の実測は以下のグラフの通りでした。

20kHzでは約1.6dbの減衰でした。やっぱりやや落ち気味でしょうか。。。。”YDA138がアナログライクな音がするのはこの辺のフィルタの落ちが関係しているかもしれない”との記事がネットにありました。アナログライク・・・たしかにその通りかもしれません。ただ私にはやっぱりぺるけさんのアンプと比べると少しだけ”カサカサ”気味に聴こえます。

それとは別に、ちょっと気になるのが100kHzあたりに盛り上がりがあること。普通なら素直に落ちていくところなのに暴れています。

(200kHz以上はフィルタで取り切れていない搬送波成分と思われます。実測で240mV程度でした。出力電圧をもっと高くして測定すればよかった。今回はアンプ出力を1kHz,1000mVとして測定したためこのようなグラフになりました)

インダクタを自作のものに変えても・・・・・

微妙にハイ落ちですが・・・傾向は変わりません。

原因はもっとほかの所にありそうなのですが・・・・わからないので、、そのままにしておきます。若干高域に癖があることとも関連が、なにか、あるのかなぁ？

でも100kHzなんてとてもじゃないけど感じないわけで・・・・

ちょっと脱線しました。では、フィルタの定数を変えて組んでみることにします。定数は上記のもので、自作インダクタは、前記事のもので巻き数を調整して容量を20μH程度まで落としたものを使いました。

赤がオリジナルで青が定数を調整したものです。自作インダクタの巻き数を変えながら-3dbラインがオリジナルと同様の40kHz付近になるようにしたところ、T44-26フェライトコアに0.55mmUAEの19回巻で、コンデンサはC1=0.47μF,C2=0.1μFとなりました。

この定数だと、先の100kHz付近の暴れはめだたなくなっています。Q値が上がり減衰比が大きくなったため、搬送波の残留も45mV程度に下がりました。あとは実際にどんな音になっているか試聴してみないとわからないところですね。

楽しみです。