2017年8月16日 (水)

振動力学 ソニーCDP-337ESD2台目の改造

0_2早速Hewlett Packard社54540Cの4CHデジタルオシロスコープを使って、ソニーCDP-337ESDのrf信号アイパターンを見てみる。ピーク最大電圧で1.36v、ベース電圧で0.54v、中古の古いソニーCDP-337ESDだが、ピックアップはまだまだ元気で十分に使える。54540Cの測定モードは機能豊富で何でも測定できてしまい、素晴らしい!

01続いてcdメカを取り出す。あれ、スピンドルモータのva(原価低減)が進み何だか安っぽいモータになった。モータの構造は対向型磁気回路のブラシレスdcサーボモータで、コギングは小さい。最近のテクニクスのターンテーブルはこの方式のモータで、最新技術のように表現されていたが、sp10を作ったエンジニアも既に居なくなり、現代の技術者には新しい技術と写ったに違いない。コンシューマでは盛んに使われた方式だが産業用では皆無に近く...世界は広くフィンランドのコネ社はこの構造で10kwや20kwの大出力モータを作っており、ufoみたいな個性的モータはその後どうなっているだろうか?

Dp30001 ミルトさんが”このスピンドルモータも何とかなりませんかね?”と盛んに気にしていたので何れやったろ!だがターンテーブルほど意気込みが無いので、エディカレントモータをデジタルサーボしよう。余談だが、先日3.5インチfddのメディアを求めてハードオフへ行ったら、エディカレントモータの取り外し品が1,000円で売っていた、買っておこう。

Dlsmcdサーボの凄いのはrf信号から速度信号を抽出してサーボを掛けるから、言ってみりゃあ高分解能エンコーダがcd盤になっている。pllロックが掛かりspd(速度)信号がアナログで送られ東芝のta7256pでampされる。電気角制御はホール素子ダイレクトでコイル数から2ポールとなる。要はspd信号をもらい電気角と一致させてモータを駆動すれば良いが、大きなモータに変更した場合慣性も大きくなり、立ち上がりを良くしておかないと時間管理に捕まり脱調エラーになり易い。勿論電気角検出用のエンコーダを付けて、サイン波駆動する。

1例の如くソニーCDP-337ESDをバラバラに解体する。

2バラバラにした所でcdを回転させてみる。回らない?そこでトレイのメカニズムを接続してみると回転する。1台目の時はトレイのメカニズムを外しても動作したが、ヴァージョンが違うのでしょうがない。

3ローディング完了のマイクロsw相当の信号をon状態にすれが良いので、cdメカとメインボードを繋ぐサブボードで短絡した。

4サブボードの短絡箇所のプリント基板図。

5こちらが中身だけでcdを回してrf信号のアイパターンをチェックしているさま。

6メインボードの表面にのたっくっている配線関係は、ボードの裏側で太いofcに張替える。opampや高音質部品の交換はやらない。やった所で僅かな音質向上では面倒なり。電源トランスや電解コンデンサは何れ作るから軽度な改造に止める。紙フェノール片面基盤はコンシューマで良く使われる手で、とにかく安い。ガラエポで6層だ8層だなんて威張っても、基板から部品も取り出せないんじゃあしょうがない。視力も落ちてこの程度の簡単な基板は実にありがたい。

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2017年8月14日 (月)

蒐集癖力学 測定器編

Coltraneコルトレーンのヴァン・ゲルダー録音は貧乏プレステッジに名演と名録音が沢山あるが、オリジナル盤は高価で蒐集するには手が出難い。負け惜しみもあるが史上最強のカルテットはインパルスの時代で、この方が良いや!と全部オリジナル盤を蒐集した。問題はこの蒐集癖とゆう病気で、もう十分山のようにオリジナル盤を持っていても足りない、まだ足りない、足りない恐怖心で蒐集に拍車が掛かる。さまざまな蒐集癖=力学で、これが原動力となり希望と生き甲斐を与えてくれる、とまあ勝手に蒐集癖族は正当性を主張する。

2台北の大きな電機会社のラボに3年ほど張り付いて、太陽電池のmppt制御、高昇圧比dc-dcコンバータ、グリッドインバータの開発指導をした。台北の電源はac240v、従ってdc電圧は340v以上必要で、dc25vの太陽電池パネルからdc340vまで昇圧するに14倍も必要で、日本のシステムとはエライ違いだった。画像は太陽電池システムの最終工程、スマートグリッドした状態になる。

1この時初めてLeCroyのオシロスコープに遭遇した。海外でしかも若い研究者たちはHewlett PackardやTektronixが神存在であることなど全く無関係で、随分と時代は変わったものだ。中身はパソコンそのもので、画面の表示能力やストレージメモリー容量が桁違いで驚き、測定器蒐集癖族はこれも欲しいと思った。

62000年から連れ添ったTektronixのtds3012がもういけません。最初に3.5インチfddがダウンして画像データは写真撮影になり、ここへきて画面が時々出なくなってしまった。ラボ専用ではなく、海外出張にも年中持ち出し、扱いが過酷過ぎた。

3そこで最低投資で最大効果を上げるべく、オシロスコープのにオークションに挑んだ。最初に手に入ったオシロスコープは神測定器のHewlett Packard社54540Cの4CHデジタルオシロスコープでAgirent扱いとなっている。このオシロはすべてにおいて品位の次元が違い、世界一級の測定器と思う。但し機能が多すぎで(fft機能まである)使いこなすのに少々掛かる。

Hpxノーベル物理学者のウイリアム・ショックレーがサンノゼに移住してから半導体産業が始り、我々にとってはメッカなのだ。そのメッカの核心がパロアルトで、√101の近くにHewlett Packard社があり、ここにはスタンフォード大学やゼロックスがある。赤丸印のフリーモントがロボットの納入先で、ここからサンノゼへ入り√101でサンフランシスコへ向かう。

4早速試験で各機能を確認するが全く問題ない。サイン波1khzを4chに放り込み2chずつ画面表示する。画像データ取り込み用の3.5インチfddが問題で、近所ではメディアが全く売っていない。3.5インチのメディアなど手持ちは全部捨ててしまった。

5オシロスコープの昔ながらの2chは現代には合わず、最低3chは必要。ブラシレスdcモータ、acサーボモータの開発をやる時は3相の交流波形を見なくてはならず、54540Cは4chでこれは良い。オシロスコープのプローブはとんでもなく高いのが常識で、500mhzのプローブなど何万円もしてしまい、そのプローブ代でオシロが入手できるのだから凄い時代になったものだ。素晴らしく美しく繊細な画面はcrtブラウン管タイプで、シマッタ!本体はとんでもなくデカすぎだ。

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2017年8月12日 (土)

素材力学 電磁鋼板の怪

Obe身内に世界を放浪している御仁が居り、エジプトのピラミッドの写真を撮ったから絵を描く時のモチーフにしたら如何?とプレゼントしてくれた。絵のモチーフの扱いには結構問題があり、人様の写真から勝手にモチーフでは著作権問題が生ずる。だから海外出張の時はアナログカメラ時代で数百枚、デジタルカメラ時代になったら数千枚もの写真を撮る。画像はエジプト、カルナック神殿のオベリスクの写真で、象形文字の完成度は高く芸術的ですらある。現代のスマホを操る若者の絵文字も似たようなもので、紀元前15、6世紀と現代が同じとは実に面白い。更にこの時代既に幾何学があり、円の面積の近似値、角錐台の体積を求める公式、半球の表面積を求める方式などがあり、トロイダルトランスの設計で用いる数式は揃っているから、驚きだ。

Mxxx さて大問題が電磁鋼板で、ファインメットトランスにしたら凄い音になった!アモルファストランスにしたら凄い音になった!には大いに疑問があり、鉄心が音を決めて、鉄心が音を出すのか?音が良くなったとすれば、なぜ?を解明しておかないと前進後退を繰り返して、オーディオの業界そのものになってしまう。だから以前から最後の戦いは鉄、と言い切っている。アモルファスでもファインメットでもトランスを作ることは出来るので、データを調べようとしたら磁化特性のデータが出てこない。アモルファス(赤丸印)は最大比透磁率が異様に大きく、しかし磁気飽和が直ぐに起きるから極めて使いづらく、この業界アマチアの我々には現状ではこの程度しか分からない。

30zh100x古典管カニンガムcx345シングルアンプの出力トランスにおいて、無方向性と方向性の2種類の電磁鋼板でどうするか決めていくしかない。最初に登場が方向性電磁鋼板で、新日鉄の呼び名はオリエントコアハイビーとなり、30zh100の板厚0.3mm(赤丸印)を使うと想定する。磁束密度は1.88tで占有率が95.5%となる。

30zh100xxカニンガムcx345のa級静止電流を36maとすると、この時の磁化力は80(a/m)となる。磁化曲線の赤丸印のポイントは透磁率が既に低く、磁束密度も1.88tに近づいて限界に近い。

35h360x次に登場が無方向性電磁鋼板で、新日鉄の呼び名はハイライトコアとなり35h360の板厚0.35mm(赤丸印)を使うと想定する。磁束密度は1.64tで占有率が95.0%となる。

35h360xx磁化力は80(a/m)となるから磁化曲線の赤丸印のポイントで、透磁率は十分に高く、磁束密度も1.64tの半分くらいで余裕がある。だけど出力トランスを作っているメーカは迷わず磁気飽和し易いオリエントコアハイビーを使う、なぜ?

1画像はファインメットの出力トランスで、水晶粒防振構造にする為に分解した。著名な先生絶賛のこのトランスは音が痩せてしまい、なぜ?ファインメットやアモルファスは、電磁鋼板にμ単位の薄板しかなく、なにやらこの辺に問題が?黄色丸印のギャップが2箇所存在する。

2xトランスコイル1次巻き線と2次巻き線を積層するから、ストレーキャップを盛大に生ずる。最大比透磁率は特に大きいから、巻き線数が少なくてもインダクタンスは大きくとれる。巻き線はシンプルでここにノウハウは無い。ファインメットやアモルファスの電磁鋼板は、お代が高く比透磁率も高いから小型になって、この辺にも問題が?

30xファインメットやアモルファスの活躍場所は、車などのdcdcコンバータやグリッドインバータの高周波で威力を発揮して、jazzオーディオには~チョット?電磁鋼板は怪しく、いや妖しく、磁気特性の良い方が音が良い、と誘導的にされてきたフシがある。画像のトロイダルコアは安くてとろい、失敬!無方向性電磁鋼板のハイライトコア35h360板厚0.35mmで作った。真ん中に置いたファインメットの出力トランスは3w、Φ450mmの出力トランスも3w、賢いアナタはこれをどう捉える。水晶粒防振構造を霊験あらたかとか、オカルトチックとか妖しいとみる御仁も多いが、あんぷおやじにしてみれば電磁鋼板も実に怪しく妖しげで、一体正解はあるのだろうか?

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2017年8月10日 (木)

振動力学 水晶粒防振出力トロイダルトランス編 4

Line過日、上海駿河屋さん転じてハノイ駿河屋さんが”ラインアンプが壊れた、何とかして!”と飛び込んできた。”ようがす、修理しやしょう!”と快く引き受けた。amp工房の今日の音があるのは口の悪いお2人、ハノイ駿河屋さんと割烹わかすぎの若旦那のお陰と心得ている。まずこのお二方は音で褒めたためしがない。ここが重要で、周りに確固たる音の信念を持った助言者が居ないと、終いには裸の王様の音になってしまう。もう少し解説すると、ハノイ駿河屋さんはjazzミュージシャンでジャムセッションのギターの立ち位置の音が基本でえげつなく、ベイシーの菅原さんのjazzドラマーの立ち位置の音と似ている。若旦那は天才料理人で味と音の記憶力は抜群で、そんじょそこらの音響マイスターも適わない超絶耳の持ち主。全てテキトーがあんぷおやじ流儀で、三位一体で音が作られた。

0x画像出展:wikipedia
トランスの動作原理である電磁誘導現象は、1831年~1832年にマイケル・ファラデー等によって発見された。画像のファラデーのリングトランスは鉄の丸棒をトロイドにして、平面対向巻き+重ね巻きになっている。あんぷおやじ流儀もファラデーの平面対向巻きにして、しかし重ね巻きはやらない。なんだい、1831年までjazzオーディオのトランスは遡るのか?

Imp5出力トランスのインピーダンスは通常低い周波数で表示してあり、例えば5kΩで50hzとすれば周波数をどんどん上げていくとインピーダンスもどんどん大きくなるが、あるポイントからインピーダンスは下がり始める。これがトランスに存在する、浮遊容量とかストレーキャップと呼ばれているやっかいな連中のせいなのだ。(目盛りは対数)

Swtrjazz仲間でスイッチング電源の師匠togawaさんのトランス構造図。小さいトランスのコアに効率よく巻き線するから難しい問題が山積みとなる。まあ、このように難しくしないとトランス屋さんは商売が成り立たないがね。狭い所に目一杯巻くから次に示す問題が発生する。

Trx

重ね巻きの問題点は巻き線層間に結構大きな静電容量が存在する。勿論電路だから巻き線の隣同士にも静電容量は存在するが、大きさがまるで違う。トランスの結合係数を限りなく1に近づけると限りなく結合容量も大きくなり、これがトランスのジレンマなのだ。

Ttrxその結合容量を限りなく小さくしたのがあんぷおやじ流儀の水晶粒防振出力トロイダルトランスだが、結合係数が取れない場合には重ね巻きもあり得るが、その場合は巻き線層間には水晶粒防振層を入れる。Φ450mm厚さ60mmのトロイダルコアで作った出力トランスの出力は、たったの3w。神業的巻き線技術も必要なく、小学生の図画工作にしてしまった水晶粒防振出力トロイダルトランスは、痛快なり。スマホが売れたって産業構造は偏執狂で、裾野の中小零細企業は相変わらず大変。でありますから重厚長大にしておけば、裾野まで産業構造は平等化される。

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2017年8月 8日 (火)

振動力学 水晶粒防振電源トロイダルトランス 2

0周期表によればシリコントランジスタのシリコン(ケイ素)は半金属に位置し、オーディオに長年使われてきた金属の鉄や銅やニッケルは遷移金属に位置し、素材の音は遷移金属の方が良いに決まっている。しかし21世紀の現代はケイ素(シリコンsi)に支配されてしまっているから、このことについて誰も文句は言わない。まあ、これは信念だから他人に強要するものでもないし、ただ音色を追及していくとどうしてもトランジスタ対真空管の問題に行き着くはず。但し「トランジスタより真空管の方が音が良い」や「cdよりレコードの方が音が良い」には条件があり、これらを十把一絡げにしてしまうからややっこしい。

1さて、名工ミルトさんのソニーCDP-337ESD用水晶粒防振電源トロイダルトランスは苦労の末に完成したが、万事めでたしとはいかない。このトロイダルトランスを生かすも殺すも電源回路に掛かっており、純銅電解コンデンサで大きなブレイクスルーを成し遂げたが、もう1つ問題が残っている。

2それがソニーCDP-337ESD電源回路の安定化電源用3端子レギュレータなのだ。言っちゃあなんだけど、我らコンピュータエンジニアにとって3端子レギュレータは福音だけど、これをオーディオに使うなど誰が決めたのだろうか。確かに誰でも電源icで便利には違いない。

33端子レギュレータは結構なゲインを持った帰還アンプで、無帰還を標榜するアンプ製作者には使えない。しかしいっとうの問題点がicのモノリシック構造にある。

Icrx 資料出展:立命館大学
icの抵抗は多重層のどこの層で作るかで多少違いはあるが、概ね似たかよったかでシリコン層の幅と長さで決めている。3端子レギュレータ図の赤丸印は電流検出抵抗でこれがシリコン抵抗では音が良いとは言えないし、電源密結合を阻害する。

5x結局の所ソニーCDP-337ESDの3端子レギュレータは全部撤去し、mj15024と15025で作り直し、純銅電解コンデンサと水晶粒防振電源トロイダルトランスを組み込み、巨大な電源部が付くこととなる。画像のモノはcx350ラインアンプ用で、Φ400mm高さ250mmのサイズだが未だミニサイズ。お代の話をすればこのモンスター電源だけで3、40万円も掛かるが、celloのr-dacとd730のセットに出せない音が出る訳だから、十分にペイする。

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2017年8月 6日 (日)

ジャパンレプタイルズショー2017_Summerに参加

Rep1ジャパンレプタイルズショー2017_Summer(8月5日、6日)は静岡市のツインメッセで開催され、次男坊の「生きものや菊屋」の応援に参加した。主催者のizooの園長氏のテレビでの活躍もあり、来場者はご覧のように多い。オクラホマからボール・パイソンの世界的権威者ボブ・クラークさんも応援に駆けつけてくれて、半年振りの再会に旧交を温めた。

Rep2今年の目玉はガラパゴス諸島のリクイグアナの特別展示で、アジア地区では初らしい。izooの園長氏の依頼でリクイグアナが食べる、ガラパゴスウチワサボテンをディスプレイ用に用意した。ワシントン条約で禁止され、更に危機遺産にまで指定されたガラパゴスの動植物の持ち出しは皆無。これらのリクイグアナは規制が緩やかな時代に持ち出され、繁殖された子孫と思う。趣味嗜好の世界は一緒で、ブルーノートレキシントン盤は希少で高価、ウェスタンエレクトリックのwe300aも希少で高価。希少の文字にやられて人は追い求め大枚をはたく。これだけ超便利で超合理化され、スパコンがai(人工知能)搭載で曖昧な処理も可能になり全てが分かったつもりの現代に、趣味嗜好の世界は相変わらず不可解なり...

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2017年8月 4日 (金)

振動力学 水晶粒防振出力トロイダルトランス編 3

0カニンガムやデフォレスト贔屓はエンジニアリングに夢中になり、経営者としては事業に成功しなかったコトで、親近感を覚える。どっちが良かったなんて神様にも言えないが、少なくとも限りなき自由を標榜するならばエンジニアリングに夢中になる方をとる。かくして圧倒的にカニンガムを支持し、シングルプレートのcx345を支持する。いっとうの理由はペアの上物でもショップで5万円も出せば入手でき、駄球で良ければオークションで1本1万円強で入手できて、また球も豊富にある。なんせ音の透明度が抜群で、カラバッジオ表現にはうってつけなのだ。

1カニンガムcx345のキャラクタは赤丸印の列を使う。フィラメントの2.5v1.5aはmj15024をダーリントンにすれば問題なくでき、プレート電圧275vはmj15024で生成する。プレート電流36ma、プレートロード4.6kΩ、これで2wが出力されてaltec515bや288-16gでは十分なパワーとなる。

2こちらがロード曲線。グリッドバイアスー56vはmj15025で作る。この時に36maでトロイダルコアを直流磁化する。グリッドバイアス0vをmaxとして72maが最大電流、これで磁気飽和が起きないコア設定にすれば良い。

3x遂に登場が無方向性電磁鋼板のトロイダルコアで、狂気のΦ450mm。デカイ!より重さにやられて重量は23.2kg、これに巻き線を施しコア部分の水晶粒防振構造をとれば+7kgで、cx345のたかだか2w出力トランスは1個30kgの重量を持つ。心配事は2つ、磁路が長い(1.287m)ので磁気抵抗は大、平面対向巻きでトランスの結合係数は?まあ心配事とゆより面白さかも知れない。

32こちらが磁化曲線、磁化力h=ni/lとなり、仮に1次巻き線を1000ターン巻いたとする。その時のcx345a級動作静止点が36maだから、h=1000x0.036/1.287=28a/mで青丸印。続いてa級maxは2倍の電流で、h=1000x0.072/1.287=56a/mで赤丸印。青丸が中心で黄丸と赤丸の間を行き来するが、ヒステリシスがあるためそう簡単ではない。透磁率はμ=b/hでmaxのbは0.3t(テラ)だから0.3/56=0.0054h/mとなる。比透磁率はμs=μ/μ0=0.0054/4πx10-7=4300と出る。

4断面積を算出すると0.04x0.06=2.4x10-3(m2)、24cm2、この電磁鋼板の占有率は95%で22.8cm2を面積として使う。続いて1次、2次巻き数を算出する。1次インピーダンスは4600Ω、2次インピーダンスは16Ω、出力トランスの巻き数比は17となる。最大出力を3wとして最大出力時の2次巻き線電圧は、7vとなる。この時の1次巻き線電圧は119vとなる。低域周波数を40hzとして1次巻き線数をn1とすると、n1 = 119x10+8/{4.44x40x3000x(24x0.95)}=983ターン。2次巻き線はn2=983/17=58ターンとなる。最初にエイヤ!と1000ターンでやったが正解で、1次巻き線1000ターン、2次巻き線60ターンとなった。

6xスマンのだが、
かなりいい加減(良い加減)で突然数式が変わることもあるから信用しないように。純銅ofcのポリウレタン線を特注して、この期に及んでは究極を狙う。但し特注の場合は倉庫に山積みになるくらい(ex100kg)に発注しないとならず、それは無理で我が日立へ頼むことは止めた。全てのトロイダルトランスに使えるポリウレタン線のサイズをΦ0.5mmとして妥協した。これで100vaくらいの電源トランスからtsd-15用のmcトランスまでまかなう。内径Φ370mmの場合、370x3.14/0.55(仕上がり外径)=2000ターンまで巻けるからたいていのモノが出来る。

7x前回のΦ300mmトロイダルコアの内径は240mmで、240x3.14/0.55=1400ターンまで巻けるがギリギリのサイズとなる。かなり怪しいが、Φ450mmのcx345出力トロイダルトランスをそのまんまtsd-15用mcトランスにしたら、24dbのゲインが確保できるから?やってみるか。

51961年、遂にジョン・コルトレーンは新興勢力レコード会社インパルスと、3年に渡る契約に成功した。契約金は5万ドルにも及びマイルスに次ぐjazzの成功者となった。限りなき自由を標榜していたコルトレーンだったが、成功者特有の不自由さにはjazzをフリーへ突入させて戦い、且つ体が蝕まれているコトも承知して、遂には1967年7月17日に限りなき自由を手にして天国へ旅立った。どう感じようと勝手だが、クルセママから始まり最終章「Ascension Meditations Expression 」3部作は限りなき自由を手に入れるための、旅立ちの序章のように思えてならない。

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2017年8月 2日 (水)

トロイド力学 ウェスタンエレクトリックのリピーティングコイルを調べる

0先日美しく開花したのはロビオプシス属の交配品種で、花の観賞を目的として作出されたサボテン。t大のw先生と国の許可を得た上で三保の砂浜に海浜植物としてウチワサボテンを植え、地球温暖化と砂漠化対策の実験をしようと目論んでいたが、世界遺産になってしまい実験計画は頓挫した。ウチワサボテンの多くは葉っぱ(ウチワ)が食べられ、花が咲くと結実してその実はドラゴンフルーツのように美味で、中にはそれ以上で果実酒もできる。我が実験では1年くらい水をやらなくても生き延びた。寒さの問題もあるがマクロケントラ系はマイナス15度に耐える。先日弟子のt-mon君が蓄音機を持ち込んで、ヒリヒリと煩い音だったので、弁慶柱のトゲを1本切り取って付けたら、優しい音に変わった。さて蓄音機となれがウェスタンエレクトリックの時代で、リピーティングコイルを調べてみよう。

14年ほど前になるが、cdの出力にウェスタンエレクトリックのリピーティングコイル(トランス)を追加して、音質改善の効果を確認したが音は別にで何万円かロスした。ロータリーエンジンのロータ(鉄)の中に入れて水晶粒で防振までした。そのまんまお蔵入りだったが、トロイドを始めたので解体してみた。
2怪しい情報では鉄の丸棒をトロイドにしたとあり、それを確認してみたかった。トロイダルトランスを作り始めてノウハウが身に付いて、巻き線のセパレータの意味が良く分かった。
3どうせもう使わないのだからノコでコイルをゴリゴリ切り、強引に剥ぎ取る。1次コイルと2次コイルのエナメル線の色が変えてあり、また1次2次間にシールド付きとあるが、シールドらしきものは無い。
4この状態で2次コイルが姿を現す。コイルは「ベトベトさんお先にお越し」で、やたらとベトベトして気持ちが悪い。このベトベトは軟体動物で音を悪くする。
6x巻き線図では4個のコイルがあり、紙のセパレータ2個でトランス同士の境界を作っている。jazzオーディオにおいて周波数特性は上限8000hzもあれば良いので、この30hz~15000hzは特性の良過ぎで、無理をしているのが分かる。コイルをグルグル巻いてインダクタンスを大きくしてラインロスを最小限にしている。但しこれだけ小さいトロイダルコアにこれだけ沢山巻いても、巻き線構造上4個のコイルの結合容量は小さく、これが信号系トロイダルトランスの基本となる。
5トロイダルコアがむき出しになる。電磁鋼板を円形に打ち抜きプレスして積層してあり、まあeiコアの延長線上のような作りが読み取れる。コアの中心部の2枚ほどがサイズ小でノウハウなのか製造バラツキかは分からない。音が良ければ全てが参考になるが、悪けりゃあ意味を持たない。
7we300bもそうだし、このリピーティングコイルもそうだし、どうもウェスタンは印象派的音に感じてしまい、カラバッジオを標榜する我には合わない。スクラップにしてしまうには悲しいのでコアサイズを図面化して、当時の電磁鋼板の透磁率を0.0015(h/m)と仮定すると、比透磁率は1194になり、これでインダクタンスと巻き数を算出しておく。小布施のbudで聴いたリピーティングコイルはそれなりに音は良かったが、7、80万円もするのでは高額過ぎて使えない。
30hzでも600Ωとするとインダクタンスは3hとなる。
weトロイダルトランスの巻き数計算
外径Φ77mm
内径Φ51mm
厚さ28mm
巻き数 nターン
インダクタンス3h
比透磁率μs 1194
真空透磁率μ0 4πx10-7
透磁率μ=μsxμ0
μ=1194x4πx10-7=0.0015(h/m)...1.5x10-3
1.5x10-3=μsx4πx10-7
μs=1.5x10-3/4πx10-7=1194
we断面積s 0.013x0.028=0.000364m2
磁路l  0.064x3.14=0.2m
3 = nxnx(1.5x10-3x0.000364)/0.2
巻き数n=√1098900=1048ターン
この小さなトロイダルコアに1048ターンx4は厳しい、透磁率を2倍の3x10-3と仮定すれば500ターンx4となり現実的か。
8トロイダルトランスに限らずトランスの重要なファクターに結合係数があり、これは画像のように1次巻き線と2次巻き線を重ねなければならない。これが従来の方式、これを平たく展開して巻く方式があんぷおやじ流儀の対向巻き線で、基本的に結合容量は無視できるほど小さい。この結合容量が小さければ電源ラインのコモンモードノイズも入り難く、真の意味でノイズカットトランスとなる。但しトランスの結合係数が...

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2017年7月31日 (月)

振動力学 水晶粒防振電源トロイダルトランス

00金田式の1980年代バッテリー駆動パワーアンプは誠に痛快で、乾電池ネオハイトップの数珠繋ぎでb級ならば70wも80wも出た。折りしもロボットが売れ初めて、他社との差別化はこのバッテリーアンプからもらったエネルギー効率の向上のテクノロジー思想で、以来一貫してエネルギー効率向上思想を原点に据えている。経営会議で力説したのは、直接的エネルギー効率の向上だけではなしに、使い勝手、サービス、メンテナンスも含めた間接的エネルギー効率の向上だった。金田式で妄信したり、音は良いの悪いのと聞こえてくるが、そんなのナンセンスで金田先生からもらった思想で自分流儀の音を作れば良い。

0xxそこでjazzオーディオに戻る訳だが、やはりここでも優先すべきはエネルギー効率の向上で、投資金額に対する音の良さがそれに値する。例えばタムラの金田式トロイダルトランスは55,000円もしたが音は別にで、今般成功した水晶粒防振電源トロイダルトランスはほぼ同額だが音は圧倒して、これこそがエネルギー効率の向上と言える。

1ここの所、暑さに負けて昼間は自宅で爆睡していると、名工ミルトさんから4、50分でそちらへ行きますが!と連絡が入り、慌てて徒歩で店に向かう。余談だが、愛車の花屋の車の冷却装置周りから水漏れが起きて遂にご臨終となった。30年も前の車だからもう仕方ない。持ち込んだのが上記設計図通りに製作した、水晶粒防振電源トロイダルトランスで、その仕様は素晴らしく、1次200v、2次18vx2、9.9vx2、4.5vとソニーCDP-337ESDの200v仕様電源トランス、これこそが電源密結合の秘密兵器なのだ。

2早速トランスの体を成しているかの検査をする。負荷抵抗は代表格巻き線の(18vx2)に47Ω抵抗を並列接続する。200v仕様で電源が間に合わないので、スライダックのmax130vまで上げる。ミルトさんの電圧降下法測定による1次インダクタンスは33hとあり、十分な値を示している。

31次電流検出抵抗はdealの10Ω1%を使う。1次電圧をスライダックmaxまで上げて電流を測ると185maと出た。

4この時の1次電圧は132.5vとなる。

52次電圧は22.5v、先ずは電圧比換算、200v/132.5v=1.51、1,51x22.5v=34vとなって、設計値36vの計測誤差も含めた誤差範囲。2次の負荷電流は1次負荷電流185maから換算すると、(132.5v/22.5v)x0.185a=1.1aで十分すぎる値になる。出来た!とエージングに入るが24w程度の負荷では、1次、2次巻き線とも熱の欠片すら無い。もっと凄いのは、トランスの唸りの発生する要因が皆無で、これこそが医療用に使え、サイレントトランスと命名しよう。このサイレントトランスは勿論特許構造だが、著作物としておく。又しても余談だが、オーディオ用電源アイソレーショントランスでブ~ンと唸りが出ても平気で作っているメーカもユーザーも、この振動で音を悪くしていると気付いて欲しい。

7ミルトさんの健闘を讃えながら”こんなに凄いことは力説して広めることは止めよう”と言うと、ミルトさんは”空しいだけ”とつぶやいた。ハイエンドオーディオに大枚投資して、金額換算なんかできやあしない。金額換算できないものを広める訳にはいかない。学術的権威で難しくしていることへのアンチテーゼで、難しいトロイダルトランスを四則演算だけで作れるように簡単化して大衆レベルに引き下げた。権威権力の威を借りても音はたかが知れている。

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2017年7月29日 (土)

振動力学 チャンネルデバイダ その4

1505xxお世話にもなっていたから悪くは言えないが、altecのa7の出物が出たから見においで、とオーディオショップの店主から連絡があった。もう30年以上も前のことになる。結構古いオリジナルでいっぺんで気に入り、しかし余り欲しがると高くなるので、まあまあじゃあない幾ら?と金額だけを聞いて帰った。何日か置いて、やはりa7は頂きます!と連絡すると、当初の金額から10万円ほどアップしてしまい、それじゃあ結構です!と断った。結局a7はその後も2度ほどチャンス到来だったが、縁は無かった。憧れ欲しかったのが288-16gと1505ホーンで、現在は1003bホーンでそれが実現できているから、高額にしたオーディオショップ店主には感謝している。

Kanetaxマルチアンプシステムなんて究極のオーディオシステムで、生涯縁は無いと思っていたが金田式はそれを容易く実現してしまった。バッテリー式で1980年代後半のことでした。まあ、音はオンケンを使ったこともありjazzにはチョット...で長生きしなかった。電源はバッテリーとrコアトランスの電源で、バッテリーの消耗には閉口した。
Cellowx次のマルチアンプシステムは毎度登場の金満のオールcelloシステムで、見事に失敗した。
6これに懲りてマルチアンプシステムは、もうやらん!と決めたが、同級生に口説かれた。そしてjazzショットバー、クレイドルのマルチアンプシステムは見事に成功した。
Multこうなりゃあ柳の下のどじょうで、amp工房もsae2600でマルチ化した。実につまらない音で長い時間を掛けて構築したものを、1日で解体した。
Kuraiまあ、これらに使ったパワーアンプはそれなりの名機で、問題はチャンデバにあると気付いた。オーディオシステムは直列接続だから、途中に入るモノが音楽性豊かにしてくれないと足を引っ張り、全てを台無しにする。でありますからチャンデバの機能は勿論のこと、音楽性豊かなバッファアンプを作らねばならない。よってパッシブフィルターは使えないことになる。kuraiman社長邸のチャンデバは凄すぎで、作って音出しした瞬間から空中に音が飛び散り位相特性は、いきなり合格!長年オーディオをやっているがこんなことは初めてで、水晶粒防振構造の賜物と理解している。通常は音色特性を完成させてから次に位相特性となるのだが。音色特性は純銅コンデンサやトランスなど音色を支配する部品を、次々と交換していけば良い。如何にチャンデバが重要かを思い知って調整中でありますが、もうやらない!アンプは増えるは、システムが桁違いに複雑化するは、で大変な重労働であります。

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2017年7月27日 (木)

振動力学 水晶粒防振出力トロイダルトランス編 2

Patamp工房メインシステムのパワーアンプは2a3シングルで、出力トランスにプライトロンのpat-3025-se-02を使っている。これのスペックは1次インピーダンスが2.49kΩ、直流抵抗が40Ω、インダクタンスが18hとなる。何社か試したが音の品格でこれに決めた。その能書きがふるっており、特殊な巻き線方法とコンピュータ解析と、数百にも上る試作品によってスペックを決めた、とある。我ら素人軍団はやたらと試作をするのが当たり前、しかしプロでしかも最強のコンピュータ有限要素解析を持ってしても人手による数百の試作なのだから痛快、それだけ磁気現象は難しいとゆうこと。面白い考察、シングルトランスのpat-3025の重量は5.4kg、一方プッシュプルトランスのpat-4006の重量は2.54kgと軽い。その理由だが、シングルはa級動作で直流を流すため磁気飽和から逃げるべくコアヴォリュームを2倍近くにして、磁気ギャップなど飽和防止をやっていないと推測する。

Pt0そのプライトロンの電源トランスの巻き線画像が出てきた。なんてこたない、タムラのトロイダルトランスも似たようなモノで、こっちは巻き線方法を見てぎょっとした。コアの上下面に平たく巻いているから、我らのインダクタンスの測定法に問題があったのだろう。hiokiのlcrメータに頼りすぎた。一番簡単な電圧降下法によるインダクタンスの測定が、鉄心入りの大容量インダクタンスには向いている。

345出力トロイダルトランスの製作が可能?になって、俄然現実味は古典管カニンガムcx345シングルパワーアンプによる3相正弦波駆動のdp-80ターンテーブルなのだ。イマイチ筆が進まなかったのは真空管アンプにおける出力トランスの存在で、dp-80用なんて市販品には無い。それが自分で出来るようになれば補間作用が強力に働き、全てがテキトーで良くなる。目くじら立てて難解な数式を操り難しいのは、個々が独立していると相手に合わせなくてはならないからで、自分で全部作れば自分内談合で事は足りる。

Dp802そこで以前のエントリーdenon dpー80モータの可能性 から、実験データを引きずり出す。あんぷおやじのブログは難しい、と言われたりするが、このブログの目的のひとつにデータの整理があり、ココログを借りてやっているフシがありスマン!
そのデータから、
駆動周波数55hz
電源電圧±34v
駆動電圧22vrms
駆動電流0.13arms
トルクは十分すぎるほど出ている。

Dp806これらからインピーダンスを概算すると2次インピーダンスは172Ωでインダクタンスは0.5hとなる。カニンガムcx345出力トランスの1次インピーダンスは4.6kΩ、2次インピーダンスは172Ω、すると巻き数比は√4600/172=5.17となり、1700/5.17=330ターンと出る。電圧比では1次電圧140vrms、2次電圧25vrms、電圧比は5.6:1となり、巻き数比とほぼ一致する。まだ構想段階で、数値数式はテキトーで参考にはしないように。

Ttrxdp-80用カニンガムcx345の3chパワーアンプ及び200khz電流制御サーボアンプのトロイダルトランスは、電源トランスが1個、出力トランスが3個の合計4個となる。画像はトロイダルトランス1個分の水晶粒防振構造になるが、合計4個はターンテーブルメカの下部に水晶粒層を設けそこに入る。

35h0最近のトレンドは電磁鋼板の特性表を眺めることで、ここに小宇宙を見るような気がする。ロボット屋のモータ屋で磁石には随分拘ったが、電磁鋼板までは踏み込みたくなく避けていた。ラグビーファンだから新日鉄を支持し無方向性電磁鋼帯から選択すると、35h360となる。厚さは0.35mm、b50磁束密度は1.6t、ちなみに方向性になると1.8tとなる。磁化力hはdp-80の場合60maがmaxになるから80(a/m)となり、磁束密度は0.6tで最大値1.6tに対して十分な余裕が出来た。

337ソニーCDP-337ESD最強化手法は驚異で、緻密で細かい音をsn比良く拾う高額ハイエンドのcdpとは違い、色艶がつき音楽が躍動して聴いたことの無い音なのだ。これを体験しているのは名工ミルトさんとあんぷおやじだけ、理屈で考えればcdのデジタルデータを水晶粒防振して何で音が変わる?となるのでしょうが。いくら凄いパワーアンプを作ったとしてもcdやレコードプレーヤのセンサーから色艶素晴らしく拾えなければ、力の発揮しようが無い。とゆう訳で俄然dp-80用カニンガムcx345のトロイダルトランス設計へと、方針がグラつくのでありました。

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2017年7月25日 (火)

振動力学 水晶粒防振出力トロイダルトランス編 1

Vincixmj8月号に佐久間さんの記事が載っており、巻頭言に”沢山のオーディオの知識がどんなに音をだめにしたことか!”と一刀両断にされていた。知識は行き過ぎると権威となり、権威を振り回すようじゃあオーディオも含めてすべからくだめになる。高学歴の高知識に頭脳の大半を費やしてしまうと、オーディオの芸術の芸の部分には頭脳が回らなくなるのだろう。もっとも高学歴の高知識で「音の良し悪し測定器」が出来るならば、認めて従うけど。ダ・ヴィンチの無学の徒が指標で、科学と芸術の融合で世界を変えることが出来たのだから、大いに無学の徒(権威の無い独学)となりjazzオーディオに新たな道を切り開こう。
注:音の良し悪し=おとのよしあし、と教養豊かな方は読もう。

245さて無学の徒は水晶粒防振電源トロイダルトランスが上手く出来たものだから気を良くして、次は出力トロイダルトランスを作ったろ!と決めた。電源トランスほど簡単には出来ないが、難しいラッキョウの皮を1枚1枚剥いていくと終いには何も無い、が難解とされているものの正体ならば、喜んでラッキョウの皮を剥きやしょう。カニンガムcx345のシングルアンプの出力トロイダルトランスは、a級2wの出力とすると、1次インピーダンスは4.6kΩ、2次インピーダンスはアルテックのマルチだから16Ωとなる。すると直流電流は36maになり、2倍強の100maで磁気飽和をしないトロイダルコアを選ぶ。

1そこで無方向性か、方向性か、どっちの電磁鋼板が一番良いのだろうか?鉄心で音が変わる...理由はナニ?振動係数とゆう切り口から違いは推定できる。電源トランスの交流だけより、直流を流しその上に交流が乗る出力トランスの方が厄介だ。100maで磁気飽和しない鉄心は透磁率が低く磁気抵抗の大きい方が良い、と思わぬ検討結果が出てきて、磁気現象が苦手なあんぷおやじも電磁鋼板がたまらなく面白くなってきた。

2磁束密度B=μHでμは透磁率、Hは磁化力(a/m)となる。巻き数比は17でおおざっぱ1700ターン巻くとすると、数式はH=巻き数x電流値/(トロイダルコアの長さ)で、H=(1700x0.1)/1.287(単位は全てMKS系)132(a/m)となる。方向性の場合Hを132で追うとBは1.8T(テラ)となり飽和領域に近い、そこで無方向性を見るとBは0.8T(テラ)となり飽和領域までに俄然余裕がある。てっきり方向性になると思っていたが、磁気飽和から逃げる為に磁気ギャップを付けて磁気抵抗を増やして飽和を防いでいるくらいだから、透磁率は低い方が良い。まあやってみるか!

0_3無学(独学)の徒は、はなっから権威など皆無であるが、水晶粒防振出力トロイダルトランスを検討していると、最低限の知識は要る。だから知識の必要性も認識しているが、その時が来たら勉強すれば良い。余談だが、ファインメットやアモルファスは方向性に比べて透磁率は何と10倍!しかし磁束密度は70%とダウン、これは一体?ファインメットもアモルファスも最近の車みたいなもので、高透磁率でアクセルをガンガン吹かし、コアギャップでブレーキを強烈に掛けてコーナリングする。マニュアル車で最適なギアになればこんなにややっこしいコトもない。しかしこのあたりにウエスタンの名トランスがなぜ中古でも100万円もするか、の秘密があるような気がしてきた。

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2017年7月23日 (日)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計了

0資料出展:JEF
日本の電磁鋼板は世界一で技術が盗まれたりしている。自動車で一番重要なマテリアル(material)は電磁鋼板で、ハイブリッド車も電気自動車も、燃料電池車も電磁鋼板で作られたモータとチョークコイルを使い、世界の電磁鋼板メーカを巻き込んで高効率電磁鋼板の開発にシノギを削ることになる。まあ、感覚的には電磁鋼板を大量に使うモータは安価な無方向性で、高周波チョークにアモルファス(青丸印)等の低損失が合っている。amp工房発明の水晶粒防振トロイダルトランスは、電源トランスとチョークコイルに安価な無方向性、出力トランスとmcトランスは少々高いが方向性(赤丸印)となる。トランス類はインダクタンスがどれだけ大きく取れるかが性能の良し悪しになるが、こっちは重厚長大にしたろ!流儀で直径が1mになったって構わない。スイスにあるcern(セレン)の素粒子加速器みたいなイメージで、大きなドーナツリングの中を磁束が光速移動してる、なんて夢があって面白いと思う。

1極めつけは、鉄心と巻き線のそれぞれが水晶粒で防振となる構造。今回はそこまで出来ないのでトロイダルトランスの内側と外側を水晶粒で防振する構造にした。設計編では紙管のΦ400mmに、トロイダルトランスΦ300mmを収め水晶粒を充填する。
2水晶粒を充填するが紙管の高さが足りない!コアの上下にmdfの12mmを貼り付けて巻いたため30mm近く高さが伸びてしまい、たまらず水晶粒がこぼれ落ちる。
3こぼしながらも水晶粒を満タンに充填する。内側の赤色水晶粒非充填区域には整流回路や定電圧回路を入れる。更に純銅電解コンデンサと一体化するアイディアは、下記の構造図のようになる。
4カニンガムcx350ラインアンプの電源部をこれに入れ替えると、凄すぎでしてやったり。良い録音はより生々しく再生され、音と音の間に更に音が緻密に埋め込まれて滲みが消えてしまい、益々jazzオーディオ道を誤りそうになる。コルトレーンは決して良い音で聴きたい訳ではなく、セルマー・マークⅥ、5スター・ミディアム・メタルのオットー・リンク・マウスピースと#4リコ・リードのコルトレーンテナーからリコ・リードのビリビリをはっきり出したいだけ。
Tori2こうなりゃあたたみ掛けて、水晶粒防振トロイダルトランスを全システムに導入したろ!我々設計屋は紙で答えを出す訳だから何枚書いたってお代は払わなくてよいから、惜しげもなく設計には時間を掛ける。本番製作編はΦ550mm純銅電解コンデンサとΦ450mmトロイダルトランスを使用し、パワーアンプやラインアンプ用の外部電源は、紙管のΦ600mm~Φ650mmを使い図のような構造にする。
6現時点で全てを水晶粒で防振する手法は画像の構造となる。鉄心にはインダクタンスが十分取れるように楕円型の紙のパイプを24分割して嵌める。この楕円パイプを2分割して3dプリンターで作るコトも検討してみる。各節の1分割毎に水晶粒を充填して1周させ、全周に水晶粒層を生成する。ここが最大のポイントであり難関になる。この上から必要な巻き線を施す。このトロイダルトランスを全方位的に水晶粒に埋め込んで理想の防振構造を達成する。
Tsd15emtのtsd15カートリッジ用のmcトランスは画像のΦ450mmだが断面積は30mmスクエアと予定されて、20~23dbのゲインとして巻き数比は100ターン:1500ターンとなり、今回のトラブルで1300ターンまで巻いた実績があり問題ない。問題はΦ450mmの巨大トランス2個をどう判断するか?になる。出力トランスは直流を流すためコアヴォリュームを大きく取り、磁気飽和と無縁にしてトロイダルコアにわざわざ抵抗成分のギャップなど付けない。また出力トランスの巻き数比は100ターン:2500ターン程度を予定している。勿論これらの全ては特許もんだけど、一応著作物としておく。本編にて水晶粒防振電源トランスを作る設計編は了とするが、新たな始まりでもある。

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2017年7月21日 (金)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計10

0何でも作る流儀としながらも、縁の無いのがスピーカとカートリッジになる。まあ、技術を持ち合わせていないコトも理由ではあるが。スピーカはaltecの強力なる信者で毛頭手を出す気はない。カートリッジでは貴重な経験をした。イケダ9の5n銀線巻きrexの音は凄すぎで、日本刀でバッサバッサ切るような迫力があり、これほどのカートリッジは類を見ない。しかしコルトレーンの再生には緩やかな遊びも必要で、emtのtsd15に決めた。スピーカやカートリッジは凄いモノも結構あるが、音の入り口と出口は芸術の芸の付く典型的な世界で、凄さや性能よりも如何に芸術するかの難しさがある。画像は現在停止中の初期イケダ9。

1_2何でも作る流儀は遂に電源トランスを作ってしまったが、超便利、超合理化、超高効率、超安価などクソくらえで(スマン職業病の反動)それらのアンチテーゼに位置する水晶粒防振トロイダルトランスは、大きく、重く、低効率、高価で、しかし確実に音質は向上する。まあ、amp工房のお粗末な研究室でもトロイダルトランスは出来るくらいだから、滅法面白い。1次にスライダックを入れて、maxのac100vまで序々に上昇させる。1次と2次には電圧計を繋いで電圧をモニターする。1次電流=励磁電流は抵抗10Ωを入れて、電流をモニタする。
3我々ロボット屋は電流検出も得意で電流センサーも作ったりする。今回はおおよその値が分かれば良いので、dealの巻き線抵抗10Ωを使った。
22次側を開放した無負荷状態で2次電圧をac100vに合わせる。
4この時の1次電流値を読むと276mvで、10Ωで割って27.6maと電流が出た。励磁電流は少なく合格、もっと電流が流れても構わない。これでインピーダンスが3.6kΩと計算され2πfLからインダクタンスを逆算すると、だいたい9hとなりhiokiハイテスタの測定値とはエライ違いだ。
5次に負荷抵抗470Ωを2次側に接続して負荷電流を流してみる。100v/470Ω=210maで容量が20vaと小さいが、古典管ラインアンプのb電源用だからこれでも十分。
6電流値は226maと出てほぼ計算どおり。
7続いて2次電圧波形を観察すると、とんでもなく汚い。これは公益事業法に則って電力事業を営む電力会社の責任だ!と言いたい所だが、空調機を始めとしたインバータ機器、太陽電池発電のdcdcコンバータにグリッドインバータ、全てが効率を追求した結果だから仕方がない。
91トランス類は重ね巻きが基本でトランス内部は温度上昇が問題になり、ポリウレタン線のディレーティングが起きて規格値まで電流は流せない。所が水晶粒の防振構造は放熱機能もあり規格値の電流が流せて、Φ0.6mmで3aは流せる。よって300va程度のトランスまではΦ0.6mmとなり、巻き線も随分楽になる。viola のリファレンスパワーアンプbravo(ブラボー)みたいなアンプは作らず、せいぜいカニンガムのcx350古典管パワーアンプになるから、ステレオ分でも100va程度の1aとなってΦ0.4mmでもいける。

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2017年7月19日 (水)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計9

0今年のインディ500マイルレースで佐藤琢磨さんが勝った。琢磨さんが所属するアンドレッティ・オートスポーツは、我々古いモータスポーツファンにはお馴染みのf1チャンピョンのマリオ・アンドレッティの息子さん、マイケル・アンドレッティがチームオーナーを務めている名門で、何台ものチームカーを要し、白人至上主義の世界で日本人が勝つことは奇跡みたいな出来事なのだ。琢磨さんは”自分を信じて戦った!”と名言を残したが、これが中々難しく自分を信ずることに疑心暗鬼になりがちで、それを除去するには限りなき努力をするしかない。かくして水晶粒防振電源トランスに限りなき執念を燃やす。

1一大事!
hiokiのlcrハイテスタ3531の取り扱い説明書には、「鉄心入りインダクタンスは電流に依存します」のたった1行しか書いてない。合点がいくと同時に今まで何をやっていたのか?大体が空芯コイルのインダクタンス測定で、あまり気にしていなかったのが失敗の元。磁化曲線から透磁率μ=B/Hとなり初期透磁率はせいぜい1x10-3乗程度、最大で7x10-3乗程度となってインダクタンス測定はどれだけ電流を流すかで大幅に違ってくる。いや、実は最初から分かっていた単純な話で、hiokiハイテスタではインダクタンスの傾向値が分かれば良い、とするのが正解。

2前回決まった手法はコアの上下に12mmのmdfを貼り付けて、mdfの角はRに削る。ここへΦ1.0mmのポリウレタン線をグルグル整列巻きする。このmdf=木は圧電素子で少なからず防振効果がある。今回から面倒で巻き数など勘定しないことにした。とにかくコアの外径Φ300全周に巻いて1/2にすればトランスの出来上がり。一応600ターン巻き透磁率は5x10-3乗とすると5hと出て、実際に透磁率はもっと大きいし巻き数も600ターンを超えるからインダクタンスは更に大きくなる。

3何度も巻いたり解いたりでΦ1.0mm線はキンクだらけ、これを布でしごいて出来るだけ滑らかになるように前処理するのが面倒だ。mdfの上下プレートに半周のケガキ線が入れてあり、そこまで美しく巻く。

4半周分のインダクタンスを測ると495mhと参考値が出る。

5続いて全周巻く。
最近は慣れたもので無駄な力を入れずサクサクと巻ける。昔モータ先輩の会社へ出入りしていた時代、技術部長を捉まえてもっと綺麗に巻いてよ!と随分無責任なコトを言っていたもので、自分で巻くようになってからは大変さが良く分かる。

6半周分のインダクタンスを測ると314mhとダウンした。理由は何となく分かるがたいした問題ではない。

7続いてトランス形態であったものを直列接続してインダクタンスを測る。1.15hと出て314mhの2の2乗倍で概ね合っている。hiokiのlcrハイテスタ3531の測定値は相対比較に使えば良い。遂に、遂に電源トランスは出来上がった!

Mx特性表出展:JEF
アモルファストランスやファインメットトランスの音は良い!と言われてもなぜ?が付きまとう。透磁率は相当に大きく巻き数は少なくなり、これは有利だがコアが厚く出来ず通常の1/10程度で電磁鋼板を巻くから、重ね数が大きくなり振動力学的には不利。この2種の電磁鋼板は高価過ぎて使う予定は無いから検討は進めないが、常になぜ?を探求しないとしくじるコトになる。amp工房では水晶粒防振構造の電源トランスになるから電磁鋼板は、電源トランスならば無方向性電磁鋼板のハイライトコア、出力トランスとmcトランスならば方向性電磁鋼板のオリエントコアで十分となる。ハイライトコアとオリエントコアの違いは主に透磁率で、2~3倍は違うから出力トランスのようにインダクタンスを大きく欲しい場合には巻き数が少なくて作業が楽になる。

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2017年7月17日 (月)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計8

Ascensionx1967年7月17日午前4時、ジョン・コルトレーンは肝臓癌のために亡くなった。当時の朝日新聞はjazz界の巨匠が亡くなったことを慌ただしく伝え、日本では後追い自殺者が出たことも伝えたが、これについては小さな記事で当時ですら余り知られていなかった。どこの誰かはとうに忘れたが、この事実を伝えていくことがコルトレーンフリークの責務と思っている。あれから50年の半世紀が過ぎた現代はコンピュータに支配されたデジタル社会になり、すべからく1と0で物事を評価しようとやっきになっている。この時代だからこそコルトレーンの最終章「Ascension Meditations Expression 」3部作の混沌が1と0の評価とは無縁に光を放つ。本日はコルトレーンを流し続けて冥福しますが、よくよく考えたら日常コルトレーンしか流さないamp工房でありました。

01x水晶粒防振電源トランスを作る設計編の割には実際にトランスを巻いて、設計とは言えないのじゃあないかね?いや設計計算は十分やり尽くし、見えない所の確認だから設計と言える。水晶粒防振リング(青丸印)をトロイダルコアの外周へ巻いて、その上から巻き線して美しく仕上がった。出来た!と300ターン巻きインダクタンスを測ると何と30μh、またしてもやってしまった。黄色丸印のコアエッジが鬼門でここの角度が最大の重要箇所なのだ。

1コアから離して円形に巻く基本はコアエッジの角度を、折り曲げた位置を0度として90度方向へ変化させなくてはならない。そこでmdfで10mm全方位的にギャップをつけるドーナツ板を作る。これに10ターン巻いてインダクタンスを測る。

2インダクタンス344μhはまあ悪くはないが少な目で、どうやらこの方式は決め手にならないようだ。この段階から本番と同じΦ1.0mm線で実際に巻く太さとした。

3そこで水晶粒防振構造を考えた初期にケーブルでやった方式、テープへ水晶粒を貼り付けグルグル巻く方式をやってみた。

4インダクタンスは550μhでベストに近く、将来はこの手法を発展させる。

5次にコアエッジの角度を90度方向へ変化させるべく水晶粒防振リングをコア断面上下に付けた。

6この時のインダクは554μhで値も十分に出た。最終結論はコアエッジの角度だけとなる。

Viola2なぜ、難解なトランスまで作るのか?viola のリファレンスパワーアンプbravo(ブラボー)を聴けば、アンプを製作しようとする意欲は失われる。原資豊かな方は迷わず鬼才トム・コランジェロの遺作を手に入れるべきで、アナログアンプの最終章と言える。駆動力と緻密さでは勝てないが、水晶粒で武装した古典管と純銅電解コンデンサと対向巻きトロイダルトランスとetc...これらのシステム総合力と、人後に落ちない情熱で音色と位相特性では勝てる可能性が出てくる。

Carav言いかえればホキ美術館にある現代アートのスーパーリアリズムがviola流儀で、サン・ルイジ・デイ・フランチェージ教会にあるカラヴァッジオがあんぷおやじ流儀となる。そしてjazzオーディオの最終章は鉄との戦いで、鉄を制するものはオーディオを制すると言えよう。その鉄とはケイ素鋼板を使ったトランスとモータで、先ずはトランス類の開発をやる。最初の難関電源トランスが完成すれば、出力トランス、mcトランス、プレートチョークと全てのトランスの製作が可能となり、異次元のトランス群が出現することになる。そして最終章の最後に理想のターンテーブル用acモータを作る。

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2017年7月15日 (土)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計7

0x演奏のことだろうか?麻薬のことだろうか?ボクサー級のマイルスのパンチを浴びて袋叩き状態だった。見かねたセロニアス・モンクはコルトレーンに”サキソフォンを吹きたいからからって、こんなことまで我慢することはない。私のところで仕事をしてみないか。”(j.cトーマスコルトレーンの生涯より引用)早々とクリーンになっていたマイルスは、コルトレーンに麻薬と演奏の両方を何とかしてもらいたくてパンチしたのだろう。事実1957年に再びコルトレ-ンはマイルスバンドに復帰して、1959年には不朽の名作カインド・オブ・ブルーの録音に参加して歴史に名を残した。命日が近づくとコルトレーンに係わった人々にも思いを馳せる。マイルスも飛びっきり良い奴だった。

1飛びっきり良い御仁のミルトさんからΦ300mmトロイダルコアに半分巻いて1hが出そうと連絡があり、慌ててこっちも本業を放り出してトロイダルトランス設計に打ち込んでいる。先ずは執念で巻いた1300ターンを丁寧に解く。解いたΦ0.5mm線は再利用出来るようにボビンへ綺麗に巻いておく。

2円形に巻くのが基本でトロイダルコアの外径部に水晶粒防振リング(黄色丸印)をはめ込み、その上にΦ0.5mm線を11ターン巻く。
。。

3インダクタンスは660μhと出て、以前よりはすこぶる大きいがまだ少ない。

4次にコアの上下に水晶粒防振リング(黄色丸印)を付ける。この構造の方が巻き線の防振には優れている。

5インダクタンスは659μhと最初の方式と殆ど変わらない。インダクタンスが変わらなければ最初の構造の方が楽なので、水晶粒防振リングは外径のみとした。

6トロイダルコアは内径と外径に差があるため、内径にΦ1.0mm線が密になるように巻く。内径240mmだから内周は754mmとなり、Φ1.0mm線の仕上がり外径をΦ1.2mmとすると、630ターン程度は巻けてその1/2がトランス巻き線で約300ターンとなる。上記インダクタンスから1ターン当たりのインダクタンスは60μhとなり、300ターンでは18mhとなるがまるで少ない。まあ、あんな巻き方では誤差だらけだから、いっちょう本番巻きをやってみるか。Φ1.0mm線をギリギリと巻き、目標値は300mhとする。

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2017年7月13日 (木)

水晶力学 なぜ水晶なのか!

0清水港のドリプラ2Fにあるインド雑貨店には大小さまざまな水晶玉が大量に置いてあり、目を血走らせながら何度か買いに出かけた。プニャ~ンとシタールが流れ、ちょっと妖しげなインド香が漂い、これまたシバ神みたいな衣装をまとったエキゾチックな店の女子を捉まえて、
”水晶玉には超能力があってさあ~、音が浄化されるんだよ~!”
と自慢げに能書きをたれると、
シバ神は”は~?”とつれない。
シバ神は商売だから極めて冷静に水晶玉を売り、こっちは水晶熱に浮かされ神がかってほとんど怪しい。

2we300bはなぜ音が良いのか?2a3シングルプレートはなぜ音が良いのか?カルダスケーブルはなぜ音が良いのか?これらの疑問を聞いても誰も教えてくれない。仕方がないから自分で考え答えを出した。では防振構造になぜ水晶なのか?dr o崎研究所と合同で研究と解析を進めていたがdr先生が体調を崩され中断し、amp工房単独で研究を続けている。その答えは”圧電素子”なのだ。

4圧電素子のなんぞや?はネットで調べて頂きたい。問題はその圧電素子の種類に、石英(水晶)(SiO2)、絹、木材、エナメルとあり、ここが重要なのだ。頭脳明晰な彼方はピンときたでしょう。なぜ絹巻き線なのか?なぜエナメル線なのか?の答えがここにある。圧電素子=防振機能で絹巻き線の音の良さが証明され、これに気付いた絹巻き線の考案者は凄い。圧電素子=防振機能でエナメル線(ポリウレタン線)をクロス構造にしたカルダスケーブルは凄い。でありますから、amp工房ではアンプのケースにmdf(木材=圧電素子)を使っている理由もここにある。

3_2水晶粒の防振機能は鉱物水晶の持つ2種の物性によるもので、1番目は従来から知られている水晶粒同士が擦れて力学的エネルギーを効率的に熱的エネルギーに変換するもの、2番目が前述の圧電素子だから振動圧によって電気分極が発生し力学的エネルギーが電気的エネルギーに変換され、水晶粒群内部で電気的循環消費が行われるもの。実は2番目の物性が微振動に対してより効果的に防振すると推論している。

Leexクレイトン-ハミルトン・ジャズ・オーケストラで活躍し、カリフォルニア州立大学(California State University)の教授でもあるJames Ford(tp) ジェイムス・フォード(トランペット)さんがamp工房へリー・モーガンを聴きにみえた時”なぜ水晶玉なの?”と興味津々に聞くものだから、つい”ダイヤモンドなら100万$もしてしまい無理でしょう!”とジョークしてしまった。鉱物水晶は霊験あらたかでもないし、オカルトチックでもないし、極めて冷静に”圧電素子”なのだ。

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2017年7月12日 (水)

水晶力学 MJ 無線と実験 8月号

Mj8無線と実験を取り始めたのがジョン・コルトレーンが亡くなった1967年に遡り、オーディオも本格的に始めた年で、以来50年間オーディオ誌の中では一番のお付き合いをしている。当時はオーディオ黎明期でトラ技ですらオーディオをやっていたような時代で、オーディオ誌は百花繚乱の時期を迎えようとしていた。所が現在はただMJ一誌のみの厳しい時代になったもので、貴重なオーディオ技術誌と言える。

Mj81今般MJ編集部k川氏の依頼で、水晶粒による防振構造について執筆しました。粗原稿を見事にまとめて頂いたk川氏に感謝であります。この先も水晶粒防振のアプリケーションを次々と開発して、jazzオーディオの新境地を開いていきます。先ずはMJ誌の購読をお願いします。

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2017年7月11日 (火)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計6

0画像出展:wikipedia
イタリアの北部、カッラーラ(Carrara)の大理石産出現場にミケランジェロは8ヶ月間も閉じこもり”ただ私は石の中に見えるものを掘り出すだけ”と名言を残した。思うに見たって見えないから、見えないからこそそこで創造活動が行われ、彫るべきモノを心の中に見出したのだろう。8ヶ月間が長いか短いかは分からないが、凡才のわれ等は執念深く時間を掛けることにおいてはミケランジェロに負ける気はしない。かくしてトロダルトランスの磁気抵抗、透磁率、自己インダクタンスを呪文の如く唱えて睡眠不足の幽霊状態になっている。

1_2計算上は間違っていないΦ1mmポリウレタン線を200ターン、トロイダルコアの断面にへばりつくように巻いて、たったの13μh!

。。

2_2ならば全面に巻いたろ!
Φ0.5mmポリウレタン線を執念で巻いた1300ターン、トロイダルコアの断面にへばりつくように巻いて、たったの1mh!

3先週の日曜日の夕方、名工ミルトさんが”トロイダルコアに巻き線してみたがアドヴァイスが欲しい”と持ち込む。何とこっちで究極を考えているカルダスマルチストランドワイヤーを巻く方式に同じだ。インダクタンスは330mhあると言う。仮に330mhだとインピーダンスは120Ωとなり、このまんまトランスにすると830maの励磁電流で非常識と言われるが、あんぷおやじ流儀では合格とする。

4_2こっちのhiokiのlcメータにかけると520mhと出てインピーダンスは200Ωとなり、このまんまトランスにすると500maの励磁電流で一層合格となる。理由は cello performance amplifier がa級の75wアンプで電流の垂れ流し状態であの音を出しているから、トランスの効率が悪くて電流を垂れ流しても音さえ良ければ許容できる。

5_2これを見たらもうトランスは出来ると確信し、巻き数で9:2に分割してもらった。まだ実機には程遠いがac20vを印加するとしっかり2/9電圧の4vが出力されて、トランスの体を成した。余りにも凄いので素晴らしい!と褒めると謙遜して”数式が分からないから工夫して巻いた”との返事。かの万能の天才ダ・ヴィンチだって無学の徒と言い残して数々の天才を後世へ伝えた。

6_2遂にブレークスルーで暫し考えた。タムラのトロイダルコアは断面が長方形の上に厚い絶縁紙を巻きエッジの部分はRを付けてある。ここだ!ミルトさんの巻いた線は絶縁電線でトロイダルコアの断面にへばりつくように巻いてもRが付きコア断面から少し離れている。

77太陽電池スマートグリッドをやった時のトロイダルコアを観察すると、コア断面は楕円形状になっているから、ギリギリ力一杯巻いたってエッジ部分は自然にRがつく。だいたいが平面巻きなど無く、何重にも巻くから自然にR状態になり、さらにボビンに円形すらあり、巻き線は円でなければならないのだ。

8画像出展:北村機電
昔お世話になった北村機電さんのRコアトランスは実に良く出来ていてコア断面が円形になっている。でありますからこれを現在の楕円コアにするのではなく、円形にすれば理想のトロイダルコアになる。これなんか完全に円形巻き線となっている。

Mg0そこで磁界分布について調べると論文が出てきた。参考文献:フェライトトロイダルコアに関する電磁界分布の一解析法、法政大学電気電子工学部、小林、早野、斉藤各氏。
ご覧のように磁界の分布は円から楕円形の軌跡を描きトロイダルコアの断面にへばりつくように巻くと、電磁界分布からわざわざ避けるように巻いたことになる。これだ、この線を追っかけよう!

7_2 後は平面対向巻きにしてどれだけインダクタンスが取れるか、どれだけトランス結合係数が取れるか、になる。以前のエントリーで水晶粒防振トランス究極モデルの構想図を描いたが、これは理に適っていてにわかに現実味を帯びてきた。但し断面は長方形だが、それも間違いで正方形が正解となる。それと磁気抵抗を疑っていたがそれも間違っていたから、こうなりゃあたたみ掛けてラインアンプ用のΦ450mmで重さ20kg~30kgもする、水晶粒防振電源トロイダルトランスを作ったろ。結局の所自然の支配下のテクノロジーでもある訳だから自然の法則から逃れられず、古典管の水滴型ガラスバルブ、トランスの円形巻き線、やっぱり自然の法則なのだ。オルフィレウスの永久運動機械についてアイザック・ニュートンは”永久運動機械を作るものは無から有を得ようとしている”と切り捨てたが、電源トランスは必ず有でそれを改良することは優を得ることになり、きっと面白いことが起きる。

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