4212E シングルアンプ

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またバラック機

やっぱり部品が揃ったら音が聴きたくなるのが人情というもんです。
しかしこの球、やはり尋常では無い音がします。

212系での製作はこれで3度目ですがいずれもバラック、しかもモノのまま、すべて完成に至らずの未遂に終わっていますがここで満足しちゃうんですね、いつも。

イメージ 1

初段、ドライブ段は散々いじくりまわしました。

試した組み合わせは、
373A-46
C3g-46
C3g-6L6
6J7-6L6
以上を試してみました。

当初の予定は373A-46でしたが、どうにもノイズが退治できず早々に撤退。音も期待したほどではなかったです。
特性的にはC3g-6L6が最も優秀だったんですが、音質的にはC3g-46の組み合わせの方が良かったのでこの組み合わせに落ち着いています。

周波数特性グラフです。
イメージ 2

ドライバートランス二次側から初段カソードに約2.5dBの負帰還をかけています。
20Hz〜33KHz(-3dB)と、狭帯域ですが実際聴いてみるとそんなことは全く感じません。
ドライバー段の負帰還を6dBまで増やすと15Hz〜40KHz(-3dB)となり、特性的には良くなりますが聴いた感じは2.5dBの方が圧倒的に良い感じです。

出力段は、無帰還だと出力インピーダンスが8Ω端子で4Ω弱と高いため、出力トランス二次側の16Ω端子からカソード帰還をかけました。
これにより、出力インピーダンスは2.2Ωとなっています。



歪率特性です。
イメージ 3

歪率5%となる出力は約50Wです。
低帰還のアンプらしくソフトディストーション特性で、歪率は悪化しますが、入力を増やしてゆくとどんどん出力も増え、入力6dBV時には80Wにも達します。
恐るべき高出力です。

30W過ぎで歪率カーブが立ってきますが丁度この出力でA2級領域に入っています。
ここからの伸びはドライバーに6L6を使用した方が歪率が良く、優秀なのですが聴いた感じは46の方が全然良い感じです。
出力30W以上の領域で音楽を聴くなんてことは自宅ではまずしませんしね、そんなことしたら耳から血が出ます。

今回こそは何としても完成させないとね。

ショートモードで壊れることが殆どであるSSRをプレートトランスのオン・オフに使用するのはどうしても気持ち悪いのですがゼロクロス回路は使いたいんです。

そこでフェールセーフとして両切りにしました。
もう一方のオン・オフにはメカニカルリレーを使用します。
加えて、これもショートモードで壊れるバリスタをトランスにパラに入るようにしました。
SSRのデータシートに載っていた保護回路例の通り、何も考えずにSSRにパラで入れましたが、確かに素子の保護にはなるかも知れませんが全体でみるとあかん選択でした。
まぁでもバリスタが破壊されるような高圧が入ってきたら他もただじゃぁ済んでないでしょうけど、できる対策はすべてやるべきと考えます。

ファームも変更です。
AVRのポートはまだ空いていますが、電流容量がリレーを直接駆動できるほど取り出せないのでトランジスタを介して制御します。
シーケンスは、最初にメカニカルリレーをオンし、100msecくらい遅延してSSRをオンにするようにします。

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簡単だと思って始めたんですがちゃんと考え出すと結局はそこそこの回路になってしまいました。

簡単なもんなのでとりあえず作ってみました。
ゼロクロス型タイマーリレーです。
イメージ 1

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アートワークの関係でポートを変えたのと動作モニター用の端子を用意しました。
あと、ブリッジを奢る必要はないので半波整流としました。
7805出力側でのリップルはノイズに埋もれて判らないレベルです。
昔っから思っていましたが三端子ってノイズ多いですよねぇ。。

モニター端子はパイロットランプを接続することを前提とし、タイマー計数中は遅い点滅、タイムアップで出力オンすると点灯、 電源電圧異常、ウォッチドッグ割り込み時は早い点滅でフェータルエラーを知らせます。

心配していた電源オフ時の挙動ですが、オフ後200〜300msecで電圧は1V以下に下がるようですので問題にはならないですね。


変更後の回路図
イメージ 3


ファームは、AVR studio 4で書きました。
AVRのコード書くのは7〜8年振りじゃないでしょうか??
ホント楽チンなマイコンですよ、AVRって。

AD入力1Vで1分としました。電源電圧5Vなので最大5分です。

46シングルを繋いでオン・オフして見ましたが機嫌よく動作しています。

ただ、これでオン・オフしようとしている相手は1200Vのプレートトランスなのでかなり神経質になります。

しばらくテストを繰り返し、回路も吟味してゆきましょう。
ファームも何度も見直さないといけません。

とりあえず今のファームはこんなんです。

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/wdt.h>
#include <avr/eeprom.h>

#define IOCLK 1200000
#define HZ 1000

#define MONITOR_PORT (1<<PB4)
#define RELAY_PORT (1<<PB0)

static volatile long msec = 0;

ISR (SIG_OUTPUT_COMPARE0A)
{
wdt_reset ();
msec++;
#if 0
if (msec&1) {
PORTB |= (1<<PB1);
} else {
PORTB &= ~(1<<PB1);
}/* end if */
#endif
}


static void relay_on ()
{
PORTB &= ~(RELAY_PORT|MONITOR_PORT);

while (1) {
}/* end while */
}


static long adc ()
{
long value;

ADMUX = 0x03; // AD3を選択
ADCSRA = 0xe3; // 変換クロック = 1.2MHz / 8 = 150KHz
while ((ADCSRA & 0x10) == 0) {
}/* end while */
ADCSRA = 0x10;

value = (ADCH<<8) + ADCL;

return value;
}


static void fatal_error ()
{
int i;

cli ();
wdt_reset ();
MCUSR &= ~(1<<WDRF);
WDTCR |= (1<<WDCE)|(1<<WDE);
WDTCR = 0x00;
while (1) {
PORTB = RELAY_PORT|MONITOR_PORT;
for (i = 0; i < 5000; i++) {
}/* end for */
PORTB = RELAY_PORT;
for (i = 0; i < 5000; i++) {
}/* end for */
}/* end while */
}


int main ()
{
long delaytime;


// I/Oポートの初期化
PORTB = 0xff;
DDRB = MONITOR_PORT+RELAY_PORT+(1<<PB1);

if (MCUSR & 0x0c) {
fatal_error ();
}/* end if */

// OSCCAL = 0x3b;
OSCCAL = 0x46;

// タイマーの初期化
TCCR0A = 0x02; // OCR0Aコンペアマッチ
TCCR0B = 0x02; // 1/8分周器
OCR0A = (IOCLK / 8) / HZ;
TIMSK0 = 0x04;

// ウォッチドッグタイマの初期化
wdt_reset ();
wdt_enable (WDTO_15MS);

sei ();
while (msec < 100) {
}/* end while */

delaytime = adc () * 293L;

while (1) {
if ((msec % 1000) < 500) {
PORTB &= ~MONITOR_PORT;
} else {
PORTB |= MONITOR_PORT;
}/* end if */
if (msec >= delaytime) {
relay_on ();
}/* end if */
}/* end while */

return -1;
}



B電圧の遅延回路

H3YタイマーリレーとSSRによるオン・オフに代わり、AVRを使用することにしました。
A/Dの電圧で遅延時間が変えられるようにしておきます。
精度なんかまったく必要ないのでこれで十分でしょう。


回路図です。
イメージ 1

8pin DIPパッケージのATtiny13Aを使用します。

気になる点が幾つか。

まず、マイコン回路と大電力回路が混在すると、マイコン暴走のリスクが格段に高まること。
SSRはフォトで絶縁されていますし、まぁ大丈夫と思いますが万が一の暴走に備えてウォッチドッグタイマーでのフェータルエラー処理を入れておきます。

もう一点、電源がオフになっても平滑回路のケミコンの電荷がそう簡単に抜ける訳では無いのでいつまで経ってもマイコンがリセットしないということが懸念されます。

ただ、元電源が切れているのでB電圧は落ちる訳ですからそう深刻でもありません。
しかしいつまでもマイコンに生きていられると具合悪いわけで、長くても数秒くらいでリセットされてほしい訳です。
こちらについてはAVRの電圧監視機能を使用し、電源電圧が一定以下に下がったらリセットするようにする必要がありそうです。
またケミコンの容量も必要最低限にしておきます。

ちょっと実験しないとダメですね。

トランス一式

一式というのは1チャンネル分ということです。6個使います。
ステレオだと12個ですか。。。そうです、色も塗るんですか。。。そうです。

イメージ 1


我ながら自分のアホさ加減に呆れてきましたがもう引き返せません。
こうなったら早く音が聴きたいです。


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