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2016年11月

2016/11/29

BIG APPLE in NONOICHI 2016

ビッグアップル in 野々市に行ってきました。
金沢市隣にある野々市市で、毎年開かれているJAZZイベントです。今年で22回目になるそうです。


会場は野々市市文化会館フォルテです。




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ホールは1、2階合わせて800人収容の規模です。




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プログラムは以下の通りでした。

第1部
 ・金沢大学モダン・ジャズ・ソサエティ
    (2曲目でAbraham Burton(Ts)とLummie Spann(As)が参加)
 ・ムーンライトJAZZオーケストラ
    (Dezron Douglas(b),Abraham Burton(Ts),Lummie Spann(As)が参加する曲あり)
 ・井上智(g)&上田麻喜(Vo)

第2部
 ・Dezron Douglas Black Lion Quintet
       Dezron Douglas(b)
       David Bryant(p)
       Chris Beck(dr)
       Abraham Burton(Ts)
       Lummie Spann(As)
          (一部の曲で井上智(g)が参加)
 ・アンコール
    出演者全員(司会者も)

誰もが知っている有名曲ばかりを演奏するのではなく、演奏者がやりたい曲をそれぞれのスタイルで演るという感じです。それだとJAZZ好きだけの演奏会になってしまいがちですが、司会者が演奏者にインタビューしたり楽曲を丁寧に説明したりして、来場者皆が楽しめる雰囲気を作り出していました。


コンサートが始まる前、金沢大学モダン・ジャズ・ソサエティのメンバーがイベントを盛り上げていました。写真は載せていませんが、幕間にロビーで演奏していたグループの演奏はノリノリでご機嫌でした。




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ロビーには軽食や飲み物の屋台が並んでいます。下の写真は、一緒に行った友人がウイスキーを注文しているところです。私は運転手だったのでアルコールはご法度でした。残念!



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クインンテットの演奏では。各楽器毎にマイクが配置されていました。ビッグバンドの方は、基本的に生の音を聞かせていますが、ソロ楽器だけはマイクを通しています。全員で演奏すると、ホーンセクションの音量がとても大きくてボーカルやギター、ピアノの音が負け気味だったように感じました。




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下記の写真はホール後方に陣取る調整卓です。




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2016/11/25

KT88pp Version2 組立と調整(2)

(Ⅱ)プリント基板の組み立て



プリント基板の半田面と部品面です


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背の低い部品から取り付けていきます。




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ほぼ完成です。



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基板の洗浄については8月にも書きました。現状手に入るのはアルコール系でフラックスの除去能力には疑問符がつきます。下の写真で左側が太洋電機産業(goot)のBS−R20Bで販売終了品、右側が現行品のBS-W20Bです。




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除去能力の劣る洗浄剤を使って汚くなるよりは、RMAタイプのヤニ入りハンダを使用し無洗浄で済ませた方がよいかもしれません。下の写真の左側が一般のもので右側がRMAタイプの半田です(まだ鉛入りの半田を使っているのか、というツッコミはなしです)。一般のヤニ入り半田はベタッとしたフラックスが残ります。RMAタイプは硬質の乾いたフラックスで、湿気を吸収しにくく経年変化が少ないのが特徴です。




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2016/11/22

KT88pp Version2 組立と調整

(Ⅰ)使用部品


アンプ基板の部品です。


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部品リストです。部品の数量は2台分になっています。



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・抵抗
1/4Wはタクマン電子の金属皮膜抵抗REYシリーズ、3Wは酸化金属皮膜抵抗です。真空管周りの抵抗にはアムトランスの炭素被膜抵抗AMRGシリーズを使いました。可変抵抗は3回転タイプのコパルTM-7EPです。



・コンデンサ
電解はニチコンのUKZシリーズです。パスコン0.1μFはセラミック、LME49810周辺の10pFにはマイカを使いました。入力ハイパスフィルタは仮のものをつけています。ヒアリングで銘柄を決めるつもりです。出力のダンパー回路には日精電機のAPSシリーズを使っています。




電圧増幅段と電力増幅段間のカップリングコンデンサにはASCのX363シリーズを使っています。信頼性の高いポリプロピレンフィルムコンデンサで、濁りのないスッキリ系の音質だと思います。


Asc





2016/11/18

Maida Regulator

トランジスタ技術の最新号でMaida Regulatorが使われている記事を発見しました。

   CQ出版「トランジスタ技術」2016年12月号
    スイッチング用トランジスタでリニア・パワー・アンプ製作
     馬場清太郎

Maida Regulatorは三端子レギュレータをフローティングで使用する安定化電源回路です。上記記事では180Vを供給する電源回路に使われています。この回路は私が考案したものではありませんが、私と同じようにアンプ製作の中で使用されていて嬉しくなりました。



馬場氏は参考文献としてJim Williams氏の「Performance Enhancement Techniques for
Three-Terminal Regulators」をあげていますが、1980年にMichael Maida氏が発表した文献が最初ではないかと思います。

http://www.ti.com/lit/an/snoa648/snoa648.pdf




以前、このブログで回路の説明をしました。もう一度掲載します。



Maida_regulator





2016/11/15

KT88pp Version2 設計と実験(7)

(Ⅶ)プリント基板の設計


下図はEagleの回路図です。前回と比べ部品が少なくなっています。


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下図は半田面のアートワーク図面です。前回はベタグランドを採用しましたが、今回は周波数帯域が狭いということでそれほど気を使いませんでした。±15Vと±75Vの間をパスコンのグランドをひらいながら太いパターンでつなげていき、その他の回路のグランドは100V100μF電解コンデンサのマイナス端子で一点アースにしています。



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下図は部品面のアートワーク図面です。前回は端子台の金属部とパターンが接近してしまい絶縁シートを挟むということになってしまいました。今回は注意してアートワークしています。



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下図は基板図になります。サイズは90mmX100mmで前回の69%の面積になりました。



Amplifier_b



2016/11/12

KT88pp Version2 設計と実験(6)

(Ⅵ)回路図


これまでの検討と実験の結果を回路図にまとめました。


Newkt88
アンプ回路図




1newkt88
電圧増幅段 回路図その1




2newkt88
電圧増幅段 回路図その2





2016/11/08

KT88pp Version2 設計と実験(5)

(Ⅴ)アンプ全体の実験


電力増幅段と電圧増幅段をつなげてアンプ全体の動作を確認しました。


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下図はカソードNFだけの周波数特性です。プローブで減衰させていますので、ゲインの縦軸は本来の値より20dB小さくなっています。
ゲインは45.5dB/1KHz、カットオフ周波数は20.1KHz/−3dBでした。電力増幅段のゲインは−10.8dB(0.29倍)と計算されます。


Fr2vrms4ohmknfonly


安定性確認のためにNFBを約20dBかけてみました。位相補償を何もしなくてこの特性です。大きなピークが現れずびっくりです。


Fr2vrms4ohmknf20db0pf



ステップ応答で安定性を確認しました。4Ω//100nFまでは持ちこたえたのですが、負荷を100nFだけにしたところ発振してしまいました。出力端子に10Ω+220nFのダンパー回路を加えて発振を止めることができました。容量性負荷だけの状態で発振しないのが理想ですが、NFBのかかったアンプでは容量を増やしていくとどこかで必ず発振に至ります。アンプ固有の特性と腹をくくり、適当な所で見切りをつけて良いと思います。



2v10khz4ohmknf20db

負荷4Ω 出力1W(2Vrms) 周波数10KHz 10Ω+220nFダンパーあり


2v10khz4ohm100nfknf20db10ohm220nf
負荷4Ω//100nF 出力1W(2Vrms) 周波数10KHz 10Ω+220nFダンパーあり


2v10khz100nfknf20db10ohm220nf
負荷100nF 出力1W(2Vrms) 周波数10KHz 10Ω+220nFダンパーあり





2016/11/04

KT88pp Version2 設計と実験(4)

(Ⅳ)電圧増幅段の実験


1段構成の電圧増幅段を製作し特性を測定しました。OPA627を使ったバッファアンプとLME49810の間に−20dBのアッテネータを入れてあります。



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ゲイン1000倍で考えていましたが、実験の結果662倍になりました。下図は周波数特性ですが、アッテネータを入れたのでゲインが20dB小さな値になっています。



Fr1vrms151ohm100kohmlme49810
U1周波数特性
ゲイン   : 56.27dB/1KHz
カットオフ : 19.6KHz/−3dB



Fr1vrms151ohm100kohmlme49810_2
U2周波数特性
ゲイン   : 56.39dB/1KHz
カットオフ : 19.6KHz/−3dB




2016/11/01

KT88pp Version2 設計と実験(3)

(Ⅲ)電圧増幅段の設計

電圧増幅段のカットオフ周波数は20KHz/−3dBを目指します。
下図はLME49810のゲイン/位相の周波数特性です。これまではゲイン20dB(10倍)で使用していました。帯域は2MHzとなります(緑色の線)。これをゲイン60dB(1000倍)まで上げれば、帯域は20KHzまで落ちてくるはずです(青色の線)。


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オペアンプのゲイン/位相特性をうまく利用すれば、外部にコンデンサを付加せずにアンプの周波数帯域を変えることができます。


オペアンプのゲイン/位相特性がこのようになる仕組みについて少し説明したいと思います。実は、オペアンプの内部ではコンデンサを使った位相補償によってポールの位置を調整するということが行われています。下図はオペアンプ内部を説明した図です。



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説明に使っているのは、初段が差動増幅回路とそのゲインを上げるためのカレントミラー回路、次段がエミッタ接地回路という基本形です。この中で、エミッタ接地の出力から差動増幅の出力に接続されたコンデンサがポール位置の調整を行っています。
LTSpiceを使ってシミュレーションしてみましょう。位相補償用のコンデンサを変化させてパラメトリック解析を行います。


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コンデンサの値を10pF、100pF、1000pFと一桁ずつステップさせると、周波数特性も一桁ずつ変化していくことが見て取れます。
一般的には、第一ポールの周波数を10Hz程度まで下げ第二ポールを0dBラインの下側に抑え込みます。この結果、ボルテージフォロアーでも発振しない安定なオペアンプとなります。「オペアンプの音はよくない」とおっしゃる方の根拠は、このような回路構成を取っているからという所にあるようです。


1970年代、DCアンプが出始めの頃に発表された製作記事やメーカー製品はオペアンプの内部回路をコピーしたものがほとんどだったと思います。ただ、オペアンプのような汎用性は必要ないですから、各ステージのゲインや帯域を最適化して位相補償が最小になるような工夫をされていたと記憶しています。





次は電圧増幅段を1段で済ませるアイデアです。それは、インスツルメンテーションアンプ(Instrumentation Amplifier)の2段目の差動増幅回路を削除するというものです。下図のようにシンプルな構成になります。


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U1の出力とU2の出力とがそれぞれ出力管のグリッドにつながります。本来であれば、U1とU2の出力は位相が逆でゲインルが同じであることを求められますが、上記回路ではそれが完全ではありません。下図にU1とU2のゲインを計算した式を示します。



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U1とU2のゲインの差は、第二項のVi1とVi2の違いだけです。今回は電圧増幅段の帯域を狭くするためにゲインを上げる、すなわちR2/R1(=R3/R1)を大きくする予定ですからVi1とVi2の差は相対的に小さくなると考えられます。


ゲインを1000倍、NFなしで計算してみます。
ゲイン1000倍にするにはR2/R1=1000とします。NFBなしで入力Vi1=1mV、Vi2=0mVの時、出力Vo1=1001mV、Vo2=-1000mVとなり両者の出力差は1mV、すなわち0.1%にすぎません。これは一般的に使われる抵抗の誤差1%の十分の一です。全く問題ないと考えられます。因みに、NFBありの時も同じ誤差になります。



電力増幅段がA級増幅であれば、上記のVi1とVi2の差は出力トランスで打ち消されます。今回のアンプはB級に近いAB級なので打ち消しはそれほど期待できません。



参考文献:
  岡村廸夫、定本 OPアンプ回路の設計、CQ出版、p.85−88
  黒田徹、実験で学ぶトランジスタ・アンプの設計、CQ出版、p.83−87



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