フルバランスアンプ (X_Under bar)

心地よい音を求めてフルバランスアンプを中心に自作しています。

Category: いろいろな回路

パワーアンプを作るたびにスピーカー保護回路を組み入れるのが厄介なので、スピーカー保護回路基板を別に作る事にしました。

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今回は、以下の2点に対応した基板を作りました。
・電源ON及びOFF時のポップ音を消す
・スピーカー端子間のDCオフセット電圧から保護する
この他にもアンプの異常時での過電流からの保護も有りますが、アンプの回路に合わせて保護回路も変えないといけないので今回は除きました。
これらはスピーカー保護ICなどを使えば、簡単に自作出来ますし、保護回路基板も販売されています。
ただ、これらの保護回路は、一般的なアンプ(アンバランスアンプ)が対象です。
今回は、バランスアンプに対応したスピーカー保護回路基板をコンパクトに作ってみました。

良く使われている保護回路は以下の回路だと思います。

■一般的な保護回路■
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この回路を2セット使ってプラス端子とマイナス端子に使えばバランスアンプにも使えますが、この回路はスピーカー端子とGND間のDCオフセット電圧(約±0.6V以上)を感知して保護用リレーをOFFさせています。

例えば、この様なケースも有ります。
スピーカーのプラス端子のDCオフセット電圧が+0.6V発生し、マイナス端子のDCオフセット電圧が-0.6V発生した場合は、スピーカーの端子間電圧は、0.6V+0.6V=1.2Vがスピーカーに加わってしまう事になります。
1.2VのDCオフセット電圧がスピーカーに加わると振動板の振幅余裕が減り歪も発生しやすくなります。

そのためバランスアンプの場合は、プラス端子とマイナス端子間での電圧で動作する回路が必要かと思います。
メーカー製のバランスアンプの回路を色々探しましたが、そこまで考えている回路は直ぐには見つかりませんでしたが、Y社のクロスシャント・プッシュプル回路を使っているバランスアンプの保護回路が差動アンプでした。

Y社のスピーカーの保護回路の部分を抜粋した回路■
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R160(47k)とR166(47k)が入力となります。
DCオフセット電圧の判定はマイコンが行っています。


■今回の保護回路■
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差動回路で受けています。

リレーと半導体リレーの2種類の基板を作りました。
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機械式リレーと半導体リレーの音の違いを確認出来ればと思っています。

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DCオフセット電圧の確認では、+0.5Vと-0.5Vで完璧に作動しました。
このDCオフセット電圧の感知電圧は、±0.3V位まで設定出来ます。
問題は、電源ON時のポップ音です。
上手く遅延出来ていません。遅延時間を長く設定出来ません。
この問題は、回路をスリム化しようとして回路を削った部分の問題でした。
これは少し失敗でしたね。涙

今回の基板は、問題を少し残した部分も有りますのでもう一度挑戦したいと思います。
次回の基板では、基板に小型の電源トランスを組み込んでみようかと考えています。

これも次回に続きます。

中華製の2色(赤・緑)LED付プッシュ・スイッチを購入しました。
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LEDの端子が2本の双方向接続の 2色LEDでした。
あれ? 2端子の2色LEDだと、どうやってLEDを点灯させれば良いか一瞬考えてしまいました。
なので、回路を考えて、ホントに点灯するか確認をしました。

最初に簡単な回路での確認です。
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スイッチで、片方をグランドに落とす回路です。

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ちゃんと動きました。
LEDの電流制限用(1.5kΩ)の抵抗は、スイッチで片方をグランドに落としてしまうのであまり小さくできません。

次は、トランジスタを2本使った回路です。
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TR1の入力がHiになると、出力側がLoになって、TR2の入力側がLoですからTR2の出力側はHiとなります。
逆のLEDは、上の逆の動きになります。

こちらもちゃんと動きました。
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他の回路に組み込む場合は、トランジスタを使って回路の方位が使い易いと思います。
※ 22kΩは、トランジスタのベース電流を制限している抵抗ですので、入れてた方が良いと思います。



スピーカーセレクター完成しました。
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過去の記事
スピーカーセレクター基板を作ってみた

スピーカーセレクターのケースレイアウト

スピーカーセレクターのケース加工


今回、ケースレイアウトが、あまり良くなかった感じです。
スピーカーに繋がる端子が上面で、アンプに繋がる端子がケースの下側でしたので、ケーブルの配線が大変でした。アンプに繋がる端子も上面にするべきでしたね。
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スピーカーは、4台切換えることが出来ます。
その切換え表示をLEDで行うことにしました。
今回、上面と表面にLEDを付けていますが、上面では今回初めて秋月さんの3mmLED用ブラケット(LED3-2)を使ってみましたが、上手く付けられませんでした。
3㎜LED用ワンタッチブラケット(LED3-5)の方が良かった感じです。

3mmLED用ブラケット(LED3-2)

3㎜LED用ワンタッチブラケット(LED3-5)

結局、接着剤で止めています。
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表側は、3mmLED用ブラケットを使わず、そのままLEDを差し込んで、接着剤で止めました。
スピーカー切換え時の動作はこんな感じになります。
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赤色(スピーカー1)、黄色(スピーカー2)、緑色(スピーカー3)、青色(スピーカー4)です。
この様に色分けした方が、分かり易いかと思います。

こちらは、裏側です。
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スピーカー切換えのコントロールは、LANコネクターとLANケーブルで繋げています。
これがコスト的に一番安く上がります。

今回、Amazonで購入した、安いスピーカーターミナルを使用したのですが、ナットを締め込むと中心の軸が回ってしまい上手く締め込めませんでした。使って行く間に緩みそうです。
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この点は、失敗でした。

次は、スピーカー切換えのコントロール回路ですが、オペアンプ評価用アンプと繋げてコントロールを考えています。
コストを抑える部分が大きいです。

やっと完成!
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前回まで、

やっぱ、ケース加工は大変ですね。
あと、黒色のケースは、キズが付くと目立ちます。
ケースは塗装無しが良いです。

表側:
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裏側:
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基板:
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リチュームイオン電池は、一回り小さい物を使いました。
どの位の時間動くのか ・ ・ ・??
リチュームイオン電池の容量が少ない感じがします。
ライフテストも必要なので、少し動かして様子を見てゆきます。

ケースの上部と裏側の加工が終わりました。
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加工に使用した電気ドリルが貧弱なため、穴あけに少し時間がかかりました。
取り扱いを優先したため、デザインが少しダサイ感じですが、スピーカーケーブルは、つなぎ易いと思います。

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問題は、スピーカーセレクター基板を、ケースのフタ側(上部)に付けてしまいましたので、配線方法を少し考える必要があります。

あと、パネル面(表面)に表示用のLEDを付ける穴を空ける予定です。



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