2021年9月23日木曜日

CSPPという選択肢 ⑪ 小出力パワーアンプ

パワーアンプ・・小出力CSPPアンプ　その２

前回は1つのチャンネルだけ作ってみてきちんと動作するか等を確認しました。

電源ONからトランジスタが安定するまでにアイドル電流が200mA程度増えますが、オフセットはおおむね±10mA以内で収まっています。電源電圧が10V程度のACアダプタでの結果なのでもしかしたら電圧を上げると不具合が出るかもしれませんが、その時はその時考えることにします。

ということで、もう1つのチャンネルを組み立てました。

前回も使った配線図です。かなりよれよれになってしまっていました。

一応使えるのでそのままこれを見ながら作ります。

今度は、はんだ不良がないように気を付けて作成。

おかげで、一発動作でした。。。

よかった(^▽^)/

周波数特性を調べてみました。

ファンクションジェネレーターそのものの特性が1Mhz程度までを想定して作ったものなので高い周波数のあたりはあてにならないのですが、傾向を知るということで・・・

入力で1.2ｍAのオフセット電流が必要なので、ブレッドボードに定電流回路を組んで、そこにファンクションジェネレーターの入力を加えました。

赤線が今回作った分、1Mhzあたりは素直に落ちていますね。

青線は最初に作ったほうです。高域であばれているのは当初4Mhz付近のsine波がみられ発振しているとおもたので、2SA1908のベースにチップインダクターを挿入してあります。

これは100Mhzあたりで330Ωくらいのインピーダンスを持つもので上下に暴れているのはたぶんそのせいだと思います。外しておくことにします。

さてさて、動作確認もできたことですし、いよいよ音出しできるくらいには組み上げたいところです。

自分の作るアンプの中では一番の重量級。どうやって音出ししようかな。

楽しみながら悩むことにします。

2021/09/26追記

矩形波応答

1kHz

10kHz

10kHz0.056μF

10kHz0.1μF

容量負荷でリンギングみられるが、発振には至らず特に問題はないようだ。

2021年9月22日水曜日

MacPro2009 Windows10とHigh Sierra

デュアルブート環境

MacOSとWindowsの両方の環境をスイッチして使いたい。

いゃぁ、はまりました。

久しぶりに、夜遅くまで起きている日が続いてしまった。

はまりどころ

まず、そもそもWindows10をインストールするのに苦労しました。

インストールするときにSSDに新規となります。

あまりにもいろいろやりすぎて何がダメなのかわからなくなってしまった

なので、自分がうまくいった方法を箇条書きで。

インストールメディアにはDVDを使う
USBメディア、PCIeなNVMeは外しておく
どうやら外部と認識されるドライブがあるとインストールパーテーション設定のところでコケます。。
標準のGeforce GT120とWindows10でインストール後に自動インストールされるドライバとの相性がよくないので、インストールが終わったらすぐにLAN線を抜いてインターネット経由での自動更新を阻止する
別のビデオカードをMacに装着する。このとき標準のGT120は残しておく、つまり2枚さしの状態でWindows10を起動、追加したビデオカードのドライバをローカルファイルからインストール
電源を切りGT120は外す、新しく追加したビデオカードのみにしてLAN接続を元に戻す。
これでやっと普通にWindow10がつかえるようになりました。

自分はQuadro4000を追加ビデオカードとして使用しました。しかし最初にWindow10に自動認識されたのは

なぜかGeforce9500GTとして認識されていました。これを削除してからダウンロードしておいたドライバをインストールすることで正常に認識されました。

こんなトラブルは序の口で・・・(笑)

ほんとうに、何回インストールを繰り返したことか(;´･ω･)

でも、MacPro2009でWindows10って意外とストレスなく使えます。

動作もサクサクだし。MacOSよりも高速に動く感触です。

CineBench r15でスコアをとってみました。

グラフィックスはWindows用のQuadro4000をインストールしていたので

まぁまぁいい感じで快適に動きます。自分は3Dゲームとかやらないのでこれ以上のハイスペックはいらない気がします。デュアルブートのデフォルトはWindows10でイイかなって思っちゃうほどでした。

OpenCore

さて、Windows10をインストールできたのでOSを切り替えて使いたいのですが、標準のGT120を刺しておけません。

そして、ビデオカードはWindows用のものなのでMacEFI対応しません。

つまりオプション長押しによる起動ドライブの切り替えができません。

なので、起動ディスクの切り替えにはHackintoshでも使われているOpenCoreを使ってみることにしました。

インストール手順等は諸先陣方のページに頼るとして・・・・

気を付けるところを箇条書きにします

SIPは無効にしておく
リカバリーモードに入るためのコマンド
リカバリーモードからblessコマンドで起動用のEFI領域の指定
OpenCoreのインストール先はUSBドライブにしておくと面倒が少ない

１．のSIPの無効化について

⌘Rにてリカバリーモードに入る

#csrutil status

で現在の状態を確認

SIPの無効化

#csrutil disable

#csrutil status

システム終了→もう一度リカバリモードへ

※設定しても一度電源を落としてから起動しないと有効化されていない

２．リカバリモードでの再起動コマンド

MacOSのターミナルから

sudo nvram “recovery-boot-mode=unused”

sudo reboot

で再起動がかかりリカバリーモードで起動できる。

※自分の環境ではブートピッカーの画面が表示されません。GT120を刺しておけばそちらには表示されます。Quadro4000にディスプレイを２つつないでいるのですが、ディスプレイ番号が２と３になっていて１が未使用に・・・もしかしたら１が接続されればそこに表示されているのかもしれません。

なので、現在はめくら状態で、起動時にカーソルを動かしてリターン。

一応High SierraとWindow10の切り替えができています。

まぁ。こういう古いものを現代で使おうとするとなかなか苦労しますね。

動いた時がうれしいのでついつい深追いしてしまいます(笑)

４．OpenCoreの起動指定

OpenCoreはUSBドライブから利用します。

EFIの場所を確認

＃diskutil list

USBドライブのEFIを指定

USBドライブがdisk3の場合、s1はパーティションの指定

＃bless -device /dev/disk3s1 -setBoot

その他にも

Windows10の手動アップデート

https://pc-karuma.net/windows10-20h2-update/#i-4

2021年9月18日土曜日

MacPro2009 NVMeなSSDを・・・・続編

結局ビデオカードを

手に入れてしまいました

NVMeにしたいだけなので、High SierraでMetalのサポートがありさえすればよいのです。

そうなると選択肢が増えます。

nVidia Geforce GTX 4xx以上
nVidia Quadro 4000 以上

これらも選択肢のなかに入ってきます。とくにnVidiaのカードは値崩れが期待できます。

それで、手に入れたのがnVidea Quadro4000

もちろんMac用ではありません。これだとオークションで3千円～5千円程度でも手に入ります。

これです。High sierraで情報を確認すると

Metalの項目で：対応とあります。

この表記さえあればMojaveのフルインストーラではじかれることはありません。

電源を切って、電源ボタンを点滅するまで長押しします。

画面には映りませんが・・・・・裏でファームウェアのアップデートが行われています。

その証拠に、DVDドライブからベローンとトレイが出てきています。

なんだか、情けない感じなのですが・・・アップデート処理が行われるときにこうなるので、あぁちゃんと仕事してるんだなってわかるのが救いです。

Macバージョンのビデオカードならばプログレスバーがでます。

そして、システムはMojaveにはしません。気が向いたらCPUのアップグレードも考えますけど、、よっぽと投げ売りされてない限り手を出さないと思います。

電源が切れたら、ビデオカードを標準のGT120に付け替えて起動します。

BootROMが14.4.0～になっていることを確認！！！

無事に更新されていますね(^▽^)/

さて、これで内蔵のNVMeが起動ドライブとして認識されるようになりました。

早速Windows10をNVMeにインストール

・・・・できませんでした。(-_-;)・・・・・

すべて終了したようにみえたので、やったーって思っていたら・・・・

以前とは違うエラーメッセージが・・・・・

Windows10の起動ドライブとしては自分の環境では難しいようです。

なんでだぁ（笑）

しょうがない・・・こっちはMacの起動ドライブにしよう

そして、SATAドライブのほうをWindows10にすることにします。

まずはSATA、SSDな起動ドライブの中身をPCIexpress2.0のNVMeドライブにまるっとコピーすることにします

手順

⌘Rでリカバリーモードで立ち上げ
ディスクユーティリティでディスクを確認
ターミナルで作業

ターミナルを立ち上げ

MacSSDのルートに移動

#cd /Volumes/MacSSD
#tar cpf - ./ | (cd /Volumes/M2SSD; tar xpfv -)

これでうまくいけばよいのですが・・・・

さてどうなることやら・・・・

ダメでした。。。あはは・・・・

素直にタイムマシーンで復元しよ

外付けのSDカードからの復元だから時間かかるわ～

2021年9月15日水曜日

MacPro2009 NVMeなSSDを・・・・

MacPro2009でNVMeSSD

以前、Windowsのマシンを組んだ時にマザーボードにM2スロットがあったので、てっきりNVMe規格だと思ってこんなSSDを買ってありました。結局そのマザーでは使えなかったので部品箱にしまってありました。

こんかいやっと出番となりました。

ただし、MacPro2009にはM2スロットはありません。でも、PCIexpressスロットのx4があります。ということで、

こんなものも手に入れてしまいました。

速度をチェックします。

おっと、こちらは内蔵SSDです。SATA2.0規格なのでまあ妥当だと思います。

PCIeに接続したM2SSD

なのですが、ごらんの結果でした。

速度がでません

PCIexpress2.0なのでこのぐらいが限度なのでしょう？

まぁ内蔵SSDよりは全然高速ですが・・・・

グラフィックボードのすぐ上（2番スロット）に繋いだのですが、なぜかリンクスピードが2.5GT/sになっていました。

ネットをググると、どうやらスロットは3番か4番じゃないと５GT/sのリンクスピードが出ないらしいです。（ちなみにスロットはグラフィックボードの所が1番、次いで上に２、３、４となる）

こっちがちゃんスピードが出ている方。。。。

さすがにPCIe3.0のスピードとはいきませんがこのくらいの速さだと実感できそうです。

さてこのドライブを何に使うか・・・・

やっぱりWindows10も入れておきたいです。

ということで

Windows10インストール

まずは、High Sierraの状態でインストールを試みます。

WindowsはISOファイルからUSBに書き込みました。

途中まではインストールが進むのですが、「起動ディスクを構成できません」と表示されてしまいました。

ここでちょっと挫折・・・・

実は、ファームアップすれば起動ドライブにできるみたいですが、それには・・・・

Mojaveのフルインストーラを使わないとならない。

そして、MacProではグラフィックカードをMetal対応のものにしなくてはならない。

ちょっと調べてみたら・・・・

RX560が一番安いらしいのですがそれでも中古で2万ぐらいはしてしまいます。

仮に買って装着してもCPUの問題でMojaveではちゃんと使えないっぽい。

というわけで、High Sierraのままで使うのが一番良いみたい

という結論に達してしまいました。

ファームウェアをアップデートする方法がありました

Mojave patchar のページにファームウェアだけをアップデートするツールが・・・・

・・・・

と思ったのですが、、、、

試してみるとこれは、どうやらHigh Sierraのファームウェア？

Mojaveのファームは、やはりフルインストーラに入っているのみのようでした。

やっぱり、ビデオカードをMetalのものにしないと駄目のようです。

残念・・・・・

2021年9月12日日曜日

CSPPという選択肢 ⑩ 小出力パワーアンプ

パワーアンプ・・小出力CSPPアンプ

組付け作業のメモ

片チャンネルを組んで実験的に動かしていました。わかったことをメモしておきます。

アイドル電流は800mA程度まで上げると0dbFS(6Ω4V)で0.1%THD+Nを軽く下回る
IV変換の石はhFEが低い石のほうがアイドルが安定する
4Mhzていどのサイン波があらわれる、おそらくDACからの高周波ノイズ
2SK170BLを正の温度領域で使用し熱結合することでトランジスタの温度補償が可能、この程度の結合で十分。タイトに結合するとクリティカルにオフセットが動く
スイッチング電源を使用するとコモンモードノイズが乗る。なぜかダミーロードとスピーカー結線でノイズの量が違う。スピーカー結線＞ダミーロード
コモンモードフィルタにて除去できるが限界があり残留ノイズが0.4mVほど残る（スピーカーに耳付けてわかる程度のぷちぷちノイズ）
トランス電源だと面倒なノイズはない(フロアノイズ最大-91db)当然スピーカーからも無音。

というわけでもう一度使用トランジスタを変更

そしてトランス電源で再測定

2SK170BL：IDSS10mA程度、定電流・温度補償
2SA1015Y：hFE150程度、IV変換
2SC1815Y：hFE200程度、ダーリントン初段
2SA1908P：hFE100程度、パワートランジスタ

歪率グラフ

トランス電源を使用した時の歪率をとってみました

電源電圧9V×２

0dbFS＝2.83W、THD+N：0.055%

縦線は約1W出力

この時のフロアノイズ

-91dbFSとなりました。やはりトランス電源でいきますか。。。。
出費が(-_-;)

回路図と実測値

表示電圧は実測値です。

アイドル約710mA時の値です。

周波数特性

ちょうどよい治具がなくDACに繋いだ状態でしか計測できないので

青がPIVC、黄は以前作ったオペアンプのIVC(対照として載せた)

みごとにフラット・・・・DACの高周波ノイズも素通しの状態です。。

この高周波ノイズちなみにオシロでみると

4Mhz付近。最初PIVCが発振しているのかとおもたよ。。。なぜに中国語風(笑)

にしても、あまり気持ちの良いものではありませんね。

40mVPP程度でスピーカーケーブル内で減衰するとはわかっているのですがねぇ。

そうだ、見なかったことにしよう。うんそうしよう。。

ES9038q2mDACではどうなる？

すでに終わった実験から、どうやらうまくいきそうな感触を得ています。

ケーシングするときにはES9038q2mとの組み合わせで使うようになると思うので、次の実験はES9038q2mの載ったボードを使おうと思います。

続きは次のお休みの日にとなりますです。

2021/09/18追記

やっぱりこの４Mhz付近のサイン波が気になるので

定電流回路を組んで、無入力の時の出力を確認してみました。

スペクトル図です。10mV /DIVでノイズはみえません。よかった発振しているわけではないようです。

ES9018k2mを繋ぐと

4Mhz付近にノイズが現れます。

矩形波応答もみてみました

1kHz６Ω負荷

10kHz６Ω負荷

応答性はすこぶる良好です。小さなリンギングが出ていますが、すぐに収束しています。

大丈夫だと思いました。

追記終わり。。。。

ふぅ、本日はこれから仕事に行かなければならないのでこの辺で勘弁するか（笑）

CSPPという選択肢 ⑨ 小出力パワーアンプ

パワーアンプ・・小出力CSPPアンプ

回路の確定

実験を続けていてどうやらまともに実用機として動きそうなことがわかって、音を聴いてみたくなりました。

基板を起こすことにします。

出力段のトランジスタはとりあえず部品箱にあった２SA1859を使っていました。

実はそれと同時にオーディオ用のパワートランジスタを秋月に発注していました。

昨日届いたので代わりに使ってみることにします。

手に入れたのは2SA1908と2SC5100のコンプリトランジスタです。

今回使用するのはPNPトランジスタですので2SA1908を使います。

サンケンのパワートランジスタで定格８A、75Wと余裕です。

ひとつ80円と安心して使える価格もうれしいですね。

IV変換CSPP回路

ES9018k2m/ES9038q2mの電流出力を受けることを想定しています。

前回実験回路からIV抵抗・バイアス部分の定数2kΩ＋3kΩに変更しました。これにより定電流の2SK170のVDSは1V以上確保出来るようになりました。

12V電源は3Aのスイッチング電源を使います。片チャンネル2個なのでステレオ構成で4個、DAC用に1個(こちらは１A品)と合計5つのユニットを使うことになります。

いつものPasSでユニバーサル基板に組むための作図をします

ユニバーサル基板図

秋月Ｃ基板に組むとこんな感じになります。これでひとつのチャンネル分ですので。同じものがもう一枚必要になりますね。

あとは、電源基板が必要です。電源には安価なスイッチング電源を使う予定ですので、ノイズの量と質を確認しておく必要があります。そしてそれに見合ったノイズフィルタを追加することにします。

手に入れたスイッチング電源はこちらです。

けっしてAliexpressのまわしものではないのですが、安いので利用しています。

上記回路図では2SA1015となっていますが、若干変更しようと思います。

使用トランジスタ類

2SK170BL IDSS 9.54mA
2SA970GR hfe 280
2SC1815Y hfe 214 677mV
2SA1908P hfe 110 520mV

手持ちのトランジスタをみてみたところ、2SA1015,2SC1815Yは少なくなっていました。2SA970は2SC2240はたくさんあるので、そちらを使おうと考えました。これらは低ノイズオーディオ用として使われてきましたが、2SC2240の国内在庫が少なくなっているようで購入制限があります。2SA970に関してはまだまだ大丈夫なようです。

ということで、手持ちの2SC2240を使おうと思いましたが、ダーリントン接続で使うのには高すぎるhFE（400程度）がちょっと心配になり、やっぱりなけなしの（笑）2SC1815Y（200程度）を使うことにしました。。。海外製の2N5551あたりでも良さそうなのですが・・・・すでにECB配列でPasSで作図してしまったし・・・まぁいいや。