2018/03/26

庭の花々

東京は桜が満開、うちの狭い庭にも花が満開に咲き誇ってます。
テーマはオーディオから離れ、カメラを100mmマクロレンズに取り換えて、咲き誇る花々をとってみました。
デンドロビウム

シンビジウム

水仙

ゆすら梅

スミレ

レンギョウ

におい水仙

ユキヤナギ

葉ボタン 赤

葉ボタン 白

ボケ

ブルーベリー

Transient Perfect チャンデバの試作(1)

Transient Perfectチャンデバをつくるべく回路設計をしました。

最終目標はクロスオーバー内蔵マルチチャネル・パワーアンプですが、パワーアンプ作りは時間がかかるので、取り敢えず、評価用としてクロスオーバー(チャンネルデバイダー)を作ります。

ボード構成は2枚組、初段バッファとフィルタ付き終段バッファです。どちらも大がかりでは無いのでユニバーサル基板に載せてみます。この終段バッファをマルチ・パワーアンプに替えれば、マルチチャンネル・クロスオーバー・パワーアンプにできるとの目論見です。

又、フィルター部分はピンヘッダー経由で抜き差し可能にして、スロープやクロス周波数による違いを調べるつもりです。

KiCADでユニバーサル基板にあったパターンを作ろうと始めましたが、しばらく使ってなかったのですっかり忘れてしまっていて思い出すのに一苦労、ネットを漁ったり、トラ技のKicad特集を見たりと思い出しながら何とか仕上げました。
ボードパターン(GNDの配線は未了)

最終的にBOMを出しましたが、エラーでファイルが作られず、ファイル名にスペースがあると、この問題が起こるとのありがたい情報を発見、Explorerで直接ファイル名をいじり、スペースをアンダースコアに替えてからはエラー無しでCSV形式で出たBOMをExcelに取り込みました。

KiCADは先達が多いので困ったときに、助かりますね。

次は部品の手配です。

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2018/03/15

方形波再現 Transient Perfect チャンデバ構想(シミュレーション)18db/oct版

diyAudioのサイトをよく見てますが、1次フィルタ(-6db/octスロープ)の問題は大入力の時に相互変調歪(IM Distortion)を起こすことだそうです。以下引用

ダイレクトラジエータ型のツイータは低域になるに従って、振幅が12db/octで大きくなる。それを周波数に無関係に振幅一定にするにはこの逆カーブスロープ、つまり、-12db/octのフィルタが必要になる。
更に、ツイータの再生帯域外である音楽の基音成分のレベルは高調波成分よりもかなり大きい。ツイータ帯域外と考えているこの基音成分が緩いスロープのフィルタを経由して侵入すると、ツイータ振幅が大きくなり、振幅限界近くではNon Linearなので混変調を起こす。混変調を起こすと、多くの側帯波が発生し、音が濁る。

という事で1次フィルタの場合の大入力での音の濁りや、歪はこれに起因しているようです。 

納得!

となるとHPFは最低でも2次(-12db/Oct)にしなければならないようです。

物は試しで、このオリジナルTPフィルタ トポロジーは3次(-18db/oct)に拡張できるのかをトライしてみましょう。

周波数特性
クロス2.2KHz HPF-18db/oct、LPF-12db/oct 全部正相 TPフィルタ


実現できますね。
ツイータ側のスロープがきついとその分ウーファー側のレベルが盛り上がります。
オーバーラップ部分が結構広いです。これはTPの場合、仕方の無いことなのでしょう。

これも受動部品を数個追加だから、容易に作れます。
2次フィルタと3次フィルタの両方を作って聴き比べもいいですね。
前回、周波数特性だけ見せてこれでいいのだと言いましたが、最終ゴールの方形波合成が本当に再現できるのかを見せてませんでした。

では、前回の2WAY TP 2次クロスオーバーと今回の2WAY TP 3次クロスオーバーに方形波をいれてどうなるかを見てみましょう。

方形波応答
参考までに、1次フィルタ(-6db/oct)

2次TPフィルタ(-12db/oct)正相接続

3次TPフィルタ(-18db/oct)正相接続

フィルタの次数が上がるとシンプルな波形ではなくなっていきます。

しかし、HFとLFの波形を足せばいずれの場合も元の方形波が再現できるのが分かります。





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2018/03/14

方形波再現 Transient Perfect チャンデバ構想(シミュレーション)

いよいよ、マルチアンプ用2Way, 3Wayの2次Transient Perfectクロスオーバーです。

Transient Perfectフィルタは日本でも昔論争の有った「伝達関数=1」と言われているフィルタのことで、海外で使われている名前です。

このTransient Perfect(TP)は1次フィルタ(-6db/oct)やデジタル演算によるFIRフィルタで実現できます。1次フィルタでは金田式、B&W、Dynaudioなどが有名ですね。

2次のCRパッシブネットワークで実現しようと、LT-SPICEをこねくり回したら合成振幅、合成位相共にフラットなオリジナル・フィルタができました。

当然方形波も完全に再現できます。又、ユニットの接続は全て正相を想定しています。

周波数特性
1KHzクロス、2WAY TP

1KHZ,10KHzクロス、3WAY TP
合成は電圧和です。スピーカーは電力和で考えなければならないとの考えもありますが、今後の検討事項にしておきます。
いずれのカーブも傾きが微妙に変化しているのに注意。
3WAYのHFは低域では18db/octで落ちているので耐入力の低いツイータでもいいかも。

回路はそう複雑ではないので、そのうち部品を集めて実際に作ってみましょう。



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2018/03/13

方形波が再現できるスピーカー実験(3) LSF-555エンクロージャ内の吸音

Transient Perfect LCネットワークに変えたLSF-555がはそれまでのベタっとした奥行きの狭い、スピーカの回りで団子になっていた音像が解きほぐされて空間に広がる感があります。
しかし楽器や歌い手がモヤーと浮かびあがるのは、部品グレードアップやHF-LF間ブリッジ抵抗に大容量Cを直列追加でも解消されませんでした。

そこで、次の策、前から気になっていた方形波バースト波形の後にくっついてくるノイズに着目しました。
見るとバースト波形によく似た波形が必ずついてきています。
これはエンクロージャー内で反射を起こしているに違いないと、箱の中を見ますとウーファーの真後ろにあって今は外出しにしたネットワークがあった場所がぽっかり空いて、木が見えています。
反射波が来てるのでしょうし各種定在波もあるのでしょう

これだ!と吸音材を入れることにしました。

近頃はスピーカー作りはしてなかったので吸音材は手元にありません。
急きょ近くにあるダイソーでフローリング床に敷き詰める短いパイル毛の四角いマット(30cm x30cm)を買って応急処置として入れてみました。
吸音よりは反射防止のつもりです、少しは効き目があるのでしょう。

結果はビンゴ。モヤーとした音像が霧が晴れたようによりハッキリしてきました。

サブウーファを作ったときにネットで拾った言葉に「スピーカーが部屋の中に出しているのと同じ音量が、より狭いスピーカボックスの中にも出ているんだよ」というのがありました。 まさにその通りです。

この箱内部の音は、時間差攻撃でスピーカーを通過して出てくるんですね。

アンプやDACの電源ノイズはー100dbとかまで減らそうとしてるのにスピーカーはそうではなかった。
反省します。今後、吸音材をきちんと入れて箱内の吸音をしないと。。

ともあれ、今では、前のオリジナルの時よりはかなり良くなってきてアンプの音の違いも描き分けてます。
手持ちのアンプでは無帰還2SK82 CSPPアンプが表現力とレンジ感、ダイナミックさでもベストの結果でした。






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