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2019年12月16日 (月)

音色力学 ofc純銅電解コンデンサ再生 了

121694「戦車も作れば運河も作れます、そしてたまには絵も描きます!」メディチ家に見捨てられてフィレンツェからミラノへ都落ちしたダ・ヴィンチは、ミラノ公爵のフランチェスコ・スフォルツァへ売り込みの手紙を送った。ミラノのスフォルツァ城観光は美術館などの見学はなく、ただ外観のみの観光となった。心にもないことまで言ったダ・ヴィンチの心中察して余りあるスフォルツァ城(Castello Sforzesco)を後にして、次はいよいよ最後の晩餐の鑑賞に向かうのでありました。12161しかしですよ、一見絵画には無関係と思える戦車や機関銃や迫撃砲や鳥もどきの飛行具は、全て最後の晩餐やモナ・リザへと結びつくと決めて納得した。これだけの天才に心にもないことを言わせてしまう、イタリアルネッサンスとは凄い時代で、2度とこのような文化大革命は起きないように思う。現代発明家の皆さんはダ・ヴィンチの膨大な手稿を読み解けば、大いなるヒントに巡り合うと思いますが、如何でしょうか?

12163イタリアルネッサンスに負けないように、音の沸き出る電源の研究を努々怠るなかれなのだ。先ずは日立の電解コンデンサ2700μf450vを用意する。過去にはこのまんま水晶粒に埋め込んで、それなりの防振効果による音のカイゼンに感心して聴いていた。この電解コンデンサとて25年は前のものだが、全く問題なく動作する。

12164それをダ・ヴィンチが人体解剖したのに似せて電解コンデンサの解剖をやる。カッターナイフでアルミケースに切断用のケガキ線を入れる。それに沿ってニッパで力任せに解剖する。だいぶ荒療治だが今の所この方法がベストで、コンデンサエレメントを痛めず摘出できる。黒いコンデンサエレメント固定用のパラフィン?は軟体動物で共振周波数がオーディオ帯域にあり、これが音を濁らせている。

12165フィリップスのようにアルミケースに凸凹を付けてコンデンサエレメントを固定する方式は、パラフィンなどの副資材を使わない原価低減から編出された手法だが、共振点の位置が高い周波数へ移動しているため音の濁りは少なく、フィリップスの電解コンデンサの音の良い所以だ。さて、その面倒な+電極アルミ板と電解紙をコンデンサエレメントを巻き解きながら巻きつける、とゆう離れ業をやる。今までは一度巻き解き-電極と余分な電解紙を撤去して広げ、それを巻きつけていた。これだとシワシワになり易く位置ズレも起き易い。

12166実はこの離れ業がofc純銅電解コンデンサの仕上がりの綺麗さと、各部材の密着度の向上により静電容量のアップと安定性に大いに貢献している。電解液が手に付くとベタベタ気持ちは悪く、傷でもあればヒリヒリ痛くなってたまらん。中央に1周養生テープを巻いたが、これも各部材の密着度向上に貢献している。

12167ベタベタヒリヒリは嫌だから早い所ミイラ巻きして、アルカリ性電解液と縁を切ろう。ここまでの一連の作業を短時間でやらねばならなくて、気が抜けない。hiokiのlcrメータで静電容量を測定すると68μfと出て、製作日と容量を記録しておく。

12168この容量は使用した+極の長さがおおよそ1/4だから2700μf/4=675μfと出て、随分違う。これが-極のofc純銅板のヘアライン加工の限界で、エッチング加工より大幅減となる。続いて通電テストとなり主には漏れ電流の測定と、自己回復機能の確認となる。

121692これが漏れ電流の測定データとなり、黒と緑の2値が一致すれば漏れ電流はゼロになる。一致していないのはオシロの測定誤差+現実の漏れ電流になる。自己回復機能は耐圧不足な部分があると、バチッと短絡して+電極が焼き切れて絶縁層を生成する。出来の悪いofc純銅電解コンデンサの場合、年中バチッ々と音が出て精神衛生上よろしくない。

12169次にΦ400mm紙管へofc純銅電解コンデンサを位置均等に入れる。真ん中の蓋付き紙管は水晶粒の充填量が多くなり過ぎ防止のダミーになる。最初に底に少し水晶粒を充填しておき、コンデンサはその上に置くようにする。養生テープは接着力が弱く剥がれ易いが、水晶粒で加圧されて圧縮状態となり都合が良い。

121691ここからが最後のハイライトで、細目の水晶粒をどんどん充填していく。amp研究会の当日、超耳t-mon君は来るなり「音が尖がっている!」と素早く音の変化を捉えた。そりゃあそうでしょうよ、テンポラリーのトランスだけcx350パワーアンプのofc純銅電解コンデンサは耐圧350vを承知して使っていたら破壊してしまい、しばらくフィリップスで代用していた。当の本人が一番承知していて、しばらくは積極的に聴く気はしなかった。
121693 流石にバケ学の電解コンデンサまでは製造出来ないし、アマチアにここまでがんばらせるなよ!と言いたい。どうか大手コンデンサメーカは±電極にofc純銅を使った、オーディオ専用の電解コンデンサを作ってもらいたい。オーディオに音革命は起きること間違いなし。ここをofc純銅ペーパーオイルコンにしたら?とゆうアイディアの御仁もおられるでしょうが、大容量を必要とし天文学的金額になるため現実には無理です。小容量で実験をしたが「電源は蜜結合で無限なレギュレーションを必要とする!」条件があり、透明度は上がるが音エネルギーがまるで出ないのだ。更に今の所電解液のレギュレーションが最強で、オイル含浸ペーパーコンデンサはその点でも落ちる。参考までに、Duelund Capacitor 2.2uF 630Vdc CAST-PIO-Cu USD $526.79ならば30個必要で、金額は180万円となりハイエンドアンプが買える。nedo辺りでやらんかね~...

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2019年12月14日 (土)

音色力学 ofc純銅電解コンデンサ再生1

12140画像:住職より借用
ハンダ付けは一筆書きのように素早く達筆を常として、半田面は滑らかで光り輝く...これがあんぷおやじ流儀になる。器用なamp研究員達は直ぐにマスターしたが、少々器用でないパーカショニストのnakaさんやt-mon君は一朝一夕には成らずでありました。それでも良い音のために努力を重ねると、あんぷおやじ流儀ではないにしても1つのハンダ付けスタイルが出来上がる。パーカショニストのnakaさんのハンダ付けは少し光り始めて、もう少し。t-mon君のハンダ付けは独特のスタイルで、ネバネバと時間を掛けてハンダ付けしている。けっして光沢はないがしっかりと付いており動作に間違いない。目標に対しどんなアプローチも良い訳で「これじゃあなければいけない!」等と決め付けない方が、オーディオも人生も面白くなる。

12141xamp工房メインシステムの解体で、ofc純銅電解コンデンサのΦ350mmが1個出てきた。カウンターポイントsa3.1用で1年チョット前に作ったものだが、容量を測定すると1μfにも満たなくて製作時の数十分の1になってしまった。まあ、シール技術がトロイものだから電解液が蒸発して容量減になるが、同時にマイナス極のofc純銅板も酸化(画像のように汚らしく酸化が進む)するので、再生した方がよろしい。この煩わしさから自分でメンテ出来ない方にはお勧め出来ない。

12142先ずは+極のアルミ板と電解紙を剥ぎ取り捨ててしまう。再生すべきofc純銅板を剥がして表面研磨を行う。この作業から手の油は厳禁で軍手をしての作業とする。

1214340番位の目の粗いサンドペーパーを使い表面研磨と同時にヘアラインを縦横に生成して、-極の表面積を稼ぐ。ツルピカの鏡面仕上げでは表面積が増えない為、静電容量の増加は見込めない。ほーれ、美しくなったでしょ!

12144出来上がった-極のofc純銅板を本体の紙管Φ350mmへ巻きつける。この時はギリギリと紙管へ力一杯巻きつけて弛みを出さない。ofc純銅板の端面はネジ止め若しくはテーピングでがっちり固定する。

12145巻きつけが終わったらテーピング処理に移る。紙管エッジのテーピングは、絶縁と電解液蒸発を防ぐ意味で重要になる。これにて下準備は完了で、次にハイライトの+極アルミ板と電解紙の巻きつけになるが、これが相当に難しい。
ルテニウム振動式整流器の開発のお陰で、電源のコンデンサやチョークコイルの挙動が良く分かるようになった。簡単でやたら難しいのがオーディオ用の電源だが、今更大学の研究室でも時代遅れの研究テーマには取り組まない。そうやって長い間放置されてしまっているし、この先も研究者の登場は望めない。日立の電解が良いの、ニチコンの電解が良いの、フィリップスの電解はなお良いの、など音の良し悪しの理由が良く分からない御仁はさっさとofc純銅電解コンデンサを作ろう。激変は駄耳問答無用とはっきり分かる。

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2019年12月12日 (木)

無帰還力学 3相誘導電動機でダイレクト駆動ターンテーブルを作る14

12121コルトレーンを助けたセロニアス・モンクは、コルトレーンファミリーとして聴くことにしている。とゆうことでBLP 1510 Thelonious Monk - Genius Of Modern Music, Volume One とBLP 1511 Volume Two WOR Studios, NYC, October 15, 1947 の2枚はレキシントン盤のオリジナルを持っている。worスタジオの録音でヴァン・ゲルダーの録音でないところに、時代の変遷を感ずる。そこからいきなりのコロンビアの5枚組はまずかろうと、予てから狙っていたリバーサイドのコンプリートboxを手に入れた。これで穴の開いたモンクの黄金期が手に入った。

12128 disc1の8曲目キャラバンにぶっ飛び、慌てて名工ミルトさんへtel「帰りに寄っとくれ、凄いcdだ!」...「子供の頃アメリカにはこんな凄い音楽があったのだ~!」感慨深げにミルトさんがつぶやく。凄いはずだ、disc1と2はヴァン・ゲルダーハッケンサックの録音なのだ。その他の殆どはnycのリーブス・スタジオ録音で、コンプリートだけあって猫の目がクルクル回るように良い録音、悪い録音と続き、酷いと思ったらサンフランシスコのブラック・ホークのライブだったりして。日本盤jvcは音に定評があり、しかも1988年は20bitk2の前時代で、シリアルnoは000052ときた。たんとはいらね~主義もいよいよコンプリートか?

12120奇想天外な2.2kw3相誘導電動機ダイクト駆動ターンテーブルの開発は、ミルトさんが黙々と進めてくれている。こっちは相当にヤバく、次々と新発明が閃くものだからダイレクト駆動ターンテーブルを作るの巻きは、ミルトさんに預けっぱなし。

12125機械加工も相当に増えて、スラスト軸受けはΦ20mmくらいのaaa級水晶球とし、上下の軸受けはメタルブッシュとしてある。これらをたいした機械も無しにミルトさんはやってのけて、「機構の改造は終わって通電しているが動かない」と連絡が来た。

12122そこで重い腰を上げて出向いた。手で2.2kw3相誘導電動機を回すと粘った負荷抵抗でブレーキ感が実によろしく、ベアリンが無いから滑らかに回り、よくぞここまでやったものだと感心しきり。無帰還すべりsの制御ではこの粘性負荷がポイントになる。

121233相サイン波発生装置から出たサイン波はアムクロンce2000txでアンプされて3相モータへ供給するが、過電流遮断を起こしている。そりゃあそうでしょうよ、1,000w(2Ω)のアンプで2,200wを回すのだから無理。そこでインダクタンスを上げるべくチョークコイルをにわかに巻いてもらった。

12124これで過電流は防げたが未だ回らない。そこでモータ端子の位相を見ると、120度位相が崩れてしまい単相運転になってしまった。日立時代の電力業務は面白くなく、怠けたツケが回ってきた。上司のベクトル演算を良く見ていれば良かったのだが。3相誘導電動機用の3相チョークコイルは1個のトロイダルコアに3コイル巻かないと、3相チョークコイルの体をなさないのだ。ここで時間切れで後日にとした。久しぶりにミルトサウンドを聴く。「抜けが悪い!」「...」「半球型水晶粒防振スタビライザは?」「これです」「おー、来ました来ました、若干重心は高いのでマルチのドライバレベルを少し下げて...」
jblの375然とした音から288-16gにも似た艶やかな音色は、ここだけにしかない唯一無二の音に昇華し、良くぞここまで来たものだと胸が熱くなり、ミルト邸を後にした。

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2019年12月10日 (火)

音色力学 トランスだけのカニンガムcx350古典管パワーアンプ製作2

12101夕べに絶望し朝日に蘇る!人生常に苦難の連続で、朝にやる気とささやかな勇気を授けてくれたのはソニー・クラークトリオのSoftly, as in a Morning Sunrise(朝日のようにさわやかに)でした。ロボット会社を辞してからはプータロー状態でこの苦難が減ってしまい、ソニー・クラークトリオは全く聴かなくなった。果たしてこれは良いことなのか?悪いことなのか?ただ懐かしさで、たんとはいらね~主義は又してもcdを手配してしまった。rvgのヴァン・ゲルダーリマスターの言葉にやられてだが。BLP 1579 Sonny Clark Trio 1958、Sonny Clark, piano; Paul Chambers, bass、 Philly Joe Jones, drums Van Gelder Studio, Hackensack, NJ, October 13, 1957(Softly As In A Morning Sunrise)録音1957年、リリース1958年はampex350ステレオの時代で、ハッケンサックの録音は音が良い。オリジナルでmono盤rvg刻印付き深溝アドレス47 WEST 63rd NYCは数万円と高価で、レコードには手は出せない。クール・ストラッティンと合わせて超人気盤です。この時代片面だけ深溝とか、片面だけアドレス47 WEST 63rd NYCとか、ブルーノートの管理のいい加減さから純粋にオリジナル盤でないものもあり、オリジナル盤蒐集には注意がいる。

12102音色力学のトランスだけのカニンガムcx350古典管パワーアンプ製作では、先ずofc純銅水晶粒防振トロイダル電源トランスの製作から入る。テンポラリーのcx350パワーアンプで使用していたトロイダルトランスを解体して巻き解く。

121032次側巻き線を全部巻き取り1次側巻き線100vのみとする。初期の傑作平面対向巻きの名残で半分しか巻いていない。1次側に電流検出抵抗の10Ωを付ける。

12104スライダックで正確にac100vrmsとして、この時の10Ωの電圧降下から電流を算出する。454mv/10Ω=45.4ma、100v/0.0454=2.2kΩ、l=2200/6.28x60=5.8hと出る。このやり方にk工業k氏から異議申し立てがあり、当方もベクトル計算をすっかり忘れてた。トロダルトランスの場合zが1kΩと大きく、検出抵抗が10Ωと小さいため殆どベクトルは90度位置にありこの計算で成り立つが、インダクタンスが小さい場合はしっかりベクトル計算をしなくてはならない。

12105励磁電流の良し悪しは後程として、220tくらいの少な目にしておかないと+b電圧350vの巻き線が増えてしまい、たまらん。平面対向巻きはトランス結合係数上不利なので、最近は均等巻き線に変更している。220tを均等巻きにするのだが、これが間延び巻き線になるから案外難しい。

12106均等巻きが終わったところで電流を測定する。46.3maと出て、概ね平面対向巻きに近似で良好と判断した。電流波形は不細工と言われてしまうが、これで美しい波形なのです。タムラのトロイダルも似たような電流波形、たいていは電圧波形しか見ていないから判断はつかない。インダクタンスが少ないと磁気飽和に近づきピークの出た電流波形の場合はアウトです。

12107ここで1次側励磁電流の良し悪しの判断をする為に、金田式タムラのトロイダルトランスpr7909sの励磁電流を測定する。44.6ma、5.9hと出て偶然だが一致した。一流メーカのトランス並みにしておけば後ろ指指されない。従来は10ma程度と極度に励磁電流を減らしていたが、これはやり過ぎの感があり世間並みにしよう。

12108次はひたすら350v巻き線をやる。220tで100vは350v770tとなり、まあ多い方である。カルダスチョークインプット式電源は実績で350vx1.2=420vとなる。ここでもしルテニウム振動式整流器が完成したとすればチョークは撤去されるので+b電圧は√2となるから300v660tの巻き線を途中でタップとして出しておく。

12109テスト通電する。なんてこった!炙られた臭いがしてこりゃあ大事件だ。これで、ささやかな苦難に落ち込んでいる我が姿に昔を思い起こせば、今は何でもない...か。ofc純銅巻き線はトリテックのネットワークコイルを一部に使ってあり、樹脂で固められていた後遺症でofc線が汚らしい。それを巻き直す時、ウエスでゴシゴシ過熱させて表面樹脂を剥離した際に、ポリウレタンの絶縁皮膜までダメージを与えてしまったようだ。高電圧印加で隣同士が短絡状態になり、局部短絡電流が発生し過熱した。全く余分なコトをしてしまった。全部巻き解いて間隔を広げながら巻き直すしかない。cx350古典管パワーアンプのトロイダルトランスはマルチシステムの為4x4=16個作らなくてはならなず、その1個が今始まったばかり。問題は腕と指で、やたら関節が痛くて、ウッ!コンドロイチンが...

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2019年12月 8日 (日)

デジタル力学 20,000wデジタルパワーアンプの開発1

12080たんとはいらね~主義だが、縁ある方のcdなりレコードは恩義で手に入れることにしている。とゆう訳でジャケットの秀逸なベルリオーズ幻想交響曲作品14、ロイヤル・コンセルトヘボウを振ったマリス・ヤンソンスさんのcdを入手して、追悼を兼ねて終日聴いた。jazzでコルトレーンで小編成が専門だが、クラシックの楽器が多く集まった時の音の重なりユニゾンは、印象派の色の重なりにも似て実に美しい。特にコントラバスが加わった重厚さと美しさはクラシックも良いものだな~と参ってしまう。

12081デジタルは嫌いだ!古典管が好きだ!な~んて言って居られないのがロボット屋の宿命で、15年以上も前に回したプリウスモータ10,000w(10kw)の上を行くデジタルアンプを開発しなくてはならない。最近はデジタルアンプばやりで、デジタルモノアンプ(WONDOM 1 X 2500W Class D Audio Amplifier Board - IRS2092 For Medical equipment and Driving Coil)2500w相当のアンプ開発の話も来ている。ただこのwondom、$199はamp工房に馴染まない。600v強の電源電圧で30aを流したいとすれば力率1で600x30=18,000wとなるから、20,000kw以上のアンプとなる。盟友m氏の依頼だから何を置いても開発しなくてはならない。まあwondomの2,500wなんかにゃあ負けちゃあいられない。

12082残念なのが15年以上も前に開発した15,000wのデジタルサーボアンプは、置きのスペースから大いに邪魔になり解体してしまった。残念でないのはデジタルアンプの生基板(マウントなし)が2枚も出てきたことで、これは試作に大いに役立つ。次々と部品が集まりアッパー&ロアアーム用電源、xyキャパシタ、nanaエレの電流センサー、150a600vのipmなど等。

12083特にipmは何個か見つかり良くぞ残っていたものだ。ipmが得意な企業に画像の富士電機と三菱があり、他に東芝もある。画像右の富士電機7mbp150ra060は多く使用したもので一番安心感がある。
DC bus voltage450v
DC bus voltage (surge)500v
Collector-Emitter voltage600v
INV Collector current DC150a
12086ざっとこんなスペックにスイッッチング特性が加わる。
Switching time (IGBT)ton IC=150A, VDC=300V 0.3μsec、toff3.6μsec
オンで0.3μsec遅れ、オフは最大3.6μsec遅れてオンオフの時間の違いがアッパーアームとロアアームのデッドタイムの必要性となる訳。またリコメンドスイッチングは20khzとなっているのも、ここの制限による。

12084電源電圧がが問題で、負荷インダクが数10mhとなり周波数が上がれば600v位の駆動電圧が必要で、在庫の7mbp150ra060では無理。そこで1,200v級のipmを手配した。同じ富士電機の7mbp75ra120は1,200vの75aとゆうスペックで余裕が十分にある。ipmはタフに出来ており普通の設計(メーカの指示通り)と普通の使い方(仕様以内)をしていれば、まず破壊はない。それの主たる技術がマルチエミッタの電流検出機構で、過電流を検出したらベース遮断してアラーム信号を上げる。これをトランジスタの破壊に至る以前にやってしまうから壊れない。上記デッドタイムは波形歪みに現れ、極力短くしなければならない。もし20kwのオーディオアンプとするならば、20khzのサンプリングでは10khz以下のf特になり、歪み率は1μsec/50μsecで4%位は確実に出る。その昔、ipmを使い始めた時デッドタイムを250nsecにしたことがあった。時々エラーが出て止まったが500nsecでは問題なく動いた。けどフィールドに出すものはメーカの指示通りにしなくてはならない。もし500nsecでいけるとなれば0.5/50は1%となって、案外いけるかも。

12087x余談だが、デジタルモノアンプ(WONDOM 1 X 2500W Class D Audio Amplifier Board - IRS2092 For Medical equipment and Driving Coil)のアンプ$199は凄い!とエラく感心していたが心臓部はInternational Rectifierのirs2092で、なんだいただのアッセンブリ屋か~。赤がブートコンデンサでアッパーアームの電源を作り、ir社の得意な技術。だめです±電源なんて、デジタルならば+電源だけにしよう。めちゃくちゃ安いコストの原因が分かり、長年International Rectifier社を使い続けてきたロボット屋は感動から幻滅に変わるのでありました。

120891 WONDOM 1 X 2500W Class D Audio Amplifier Board - IRS2092に使われているAdvanced Process Technologyのfet、irfb4227はVDS max 200 V、
IRP max 130 Aとパワフルで、しかもオンオフ時間が30nsec前後ととんでもなく早い。まあ、電圧が低いからこれだけの性能が出せる。それにしてもデジタルアンプになってからはオーディオ屋とロボット屋は最接近中で、オーディオ屋がロボット屋へにじり寄ってきた。sw周波数800khz(サンプリング1.25μsec)、デッドタイム25~105nsec、irs2092とは一体何者ぞ!

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2019年12月 6日 (金)

磁気増幅器と天才回路設計者

12061xどれに使われいたかはまったく思い出せないが、1967年当時磁気増幅器(magnetic amplifier)とゆうのがあった。たしかマグ・アンプのロジックボードも存在していたような?
出典:wikipedia
「電気信号を増幅するための電磁気を応用した装置のひとつである。略して「マグ・アンプ(mag amp)」とも呼ばれる。磁気増幅器は20世紀の初めに発明され、堅牢さや大容量の電流が要求される用途で、真空管増幅器の代りに使用された。第二次世界大戦時、ドイツはこのタイプの増幅器を完成させ、V2ロケットなどに使用した。半導体とは異なり、放射線による誤動作が無いので、現在では、安全上重大で高い信頼性が必要なものや、極端に要求の厳しい用途にわずかに使用されるのみで、大部分がトランジスタを使用した増幅器に置き換えられている」


12063_20191205061901 大正時代のルテニウム振動式整流器まで遡っているので、ふと昔を思い出し難物磁気増幅器の可能性について考えてみた。日立の電気係当時、工場の設備は大企業だけあって最先端で3,000vをいきなり直流に変換する巨大なタコの水銀整流管と高周波発生装置、何万アンペアで溶接するプロジェクションウエルダー、サーボモータと真空管でバランスさせた測定器etc、それらが壊れると呼び出しを食らうのが、1級下で日立技術養成校に通うオーディオマニアの難解回路設計者とあんぷおやじでした。1級下に負けてたまるか!と切磋琢磨したお陰で回路設計技術は飛躍的に向上したが、その1級下に最後まで勝てなかった。ところがです、その難解回路設計者の回路を持ってしても良い音に非ずで、それに気が付いてから難解回路は元々好きではないから放棄した。その難解回路設計者は全て独学で、情報と言ったら無線と実験、電波科学、ラジオ技術、トランジスタ技術、これら専門誌を購読していた。まあ、ある種天才なのでしょうし高学歴ならばドクターに...優秀な人材が多く居た日立は凄かった。そこから転げ落ちるようにして出来たのが、清水(市)のロボット会社とも言える。

12062xさて優秀な技術者が揃った電気係へ磁気増幅器を持ち込まれると、ああだこうだと議論して更に難解回路設計者もウ~ンと唸り、一様に難しいと結論付けていたことが懐かしい。Western Electric WE-7Aのトランスだけアンプの凄さに触発されてトランスだけ古典管cx350アンプを開発中だが、その音は最強でソロモンクのスタインウエイがはじけてm+aさんが「ここだよ、こうゆう風にピアノは鳴らないよ!」とエラく感心していた。ならば柳の下に2匹目のドジョウで「磁気増幅器や!」と考えてみた。これならばofc純銅コイルだけで作れるから、音色力学は究極になるかも知れない。

12064xxとなれば磁気増幅器の勉強をしなくてはならない。難解回路設計者転じて天才回路設計者の存在に触発されて以来独学を常としているから、1967年から52年経って、当時の難解は今の簡単になるだろうか?とりあえず画像の古本を手配した。1950年代から1960年代のはじめに書かれた本がほとんどだから、特殊古本はやたら高額で参ってしまう。今分かっていることはザックリと歪がやたら大きいことと効率の悪いこと。名工ミルトさんと「もうこの先は無いよ!」と密談を交わした矢先に、先のまた先が出てしまい可笑しいが、それが戦前の技術とゆうのも可笑しい。先日も葛飾北斎の冨嶽三十六景「神奈川沖浪裏」のダイナミックを観ていたら、これを超えるものはねえや!と思いスマホなんかで時代は進化したなどと思わない方がよろしい。超便利と進化とは根本的に違う。超便利へのアンチテーゼで超不便な磁気増幅器ができたら面白い。

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2019年12月 4日 (水)

素材力学 ルテニウム振動式整流器5

120411957年録音のブルーノート唯一のこのレコードは名盤中の名盤で、生涯を懸けて演奏しなくてはならない。クラシックならばマーラーやストラヴィンスキーを現代のマリス・ヤンソンスさんが指揮をとり名演を繰り広げるように、ブルート・レインはjazzのクラシックになり、現代のjazzオーディエンスは新しい解釈で演奏し曲の凄さを発見しよう。このブルー・トレインでは、近所に住んでおり身内のように年中コルトレーン宅へ吹きに入り浸っていた、鬼才カーティス・フラーにも声が掛かる。アルトキーで描かれたブルート・レインはトロンボーンキーでは難儀するようで、カーティス・フラーは大変だったと回顧している。鬼才の大変さは、それだけ名曲とゆうことになる。抜群の推進力のフィリー・ジョー・ジョーンズ(マイルスは音がでか過ぎるとジミー・コブに替えてしまった)と仲良しポール・チェンバース、若干19歳のリー・モ-ガンにケニー・ドリューと凄いメンバーが揃い、ハッケンサックのヴァン・ゲルダー両親宅の録音は奇跡を呼んだ。冒頭12小節のブルースコードにおける3管(サックス、トロンボーン、トランペット)のユニゾンは、美しくも深く裏へ々と響く(裏がjazz)音の塊に目を瞠る。ofc純銅多用で出来た音でcdで、いやcdだからこそをレコードでは潰れてしまう繊細な、しかし無限なニュアンスが出る。とゆう訳で最終章は意地でも銅化なのであります。

12042x妖しい電源トランスが中心で作られたルテニウム振動式整流器の実験風景です。何が妖しいって、サウンドラボa1用だから水晶粒防振構造化の為にバラしたら、銅線には緑青がわき絶縁紙はマイカで、1967年日立入社当時もトランスをバラしたが絶縁紙でマイカにはお目に掛かっていない。きっと戦前の大正時代のトランスに違いない。オークションの出品者からは「積年の在庫をありがとうございました!」との言葉の意味が良く分かった。サウンドラボa1で1万v発生では1,400vまで出すが、へこたれるかも知れないから絶縁油を注入しよう。とゆう訳で恐る恐る始めたテストで、「パン!」と音がして煙が立ち上がった時はトランス万事休すかと思った。それはダイオードの破壊で救われたが、安物買いは苦労する。

12043こちらがその回路図。lm339のコンパレータ入力は15vを目安としているため1/20している。r6の1kΩはしくじった場合の保護抵抗で最終的には撤去する。電源突入回路は省略。

12044先ずはcr1とcr2が重なってオンしないことの確認をする。デッドタイムは60μsec程取れているから全く短絡の危険は無い。8.33msecの内の60μsecは問題になる大きさではない。参考までに、プリウスモータ10kwを回した時のアッパーアームとロアアームのデッドタイムは2μsecも必要としていた。20khz50μsecの中での2μsecは大きい。

12045続いて全体動作に移る。入力電圧を序々に上げながら各部の動作波形を観察する。全て波形は正常でしごく順調です。ここでは整流波形を未だ見ていない。


12046xお~、なってこった!ac280vくらいから更に上昇させていったら、負方向へ電圧が滲み出した。水色はcr2の整流波形で正常、赤はcr1で時々異常、リレーに個体差がある。シマッタ!耐圧不足だ、Cynergy3リードリレーは開閉電圧がac140vしかなくて、自分の発生する磁界で勝手にオンしてしまった。31df6の破壊と同じで、センタータップ整流では2倍のピーク電圧+αの耐電圧を考えなくてはならない。まあ当たり前の話だが、こうゆう奇怪な現象も周知しておく必要があり有効な実験と言える。勿論耐電圧を上げれば良いのだが、リードリレーの応答速度は遅くなるのが常で、思案しよう。

12048そうか、ロボットベンチャー起業時1976年を思い出そう。先代と開発した超音波加湿器にはリードスイッチが使われており、随分研究したものだ。当時はリードスイッチとマグネットを組み合わせていたが、今回はリードリレーで似たようなもの。しかし何でもやっておくものだね。頼まれれば嫌と言えない性格で「ロボット屋が何で加湿器...?」と、少々抵抗はあったが。

12049rsにパワフルなリードスイッチがある。ac1,500vで3aの開閉能力は素晴らしく、接点のロジュウムはカルダスrcaジャックのメッキに使われ、音は確認済み。但し問題は動作時間で3.5msec without bounceとあるから遅い!エラく遅い。リードスイッチはリードの強磁性体(音が悪そ)に磁力を接近させると引っ張られて接点が閉じ、磁力を開放するとリードのスプリングバックで接点が開放される。最近はトランス屋でコイルを巻くことは抵抗なく、駆動コイルを作り±電源でコイルを駆動すれば+通電でオン、-通電でオフ...もしかしたら高速になるのかも知れない。これでいければリードスイッチは消耗品でどんどん交換すれば良いし、これならばチョークインプット電源の開閉が出来て俄然応用範囲は広がり、毎度ながら転んでもタダでは起きない。漏れが発覚して名工ミルトさんに密談に来てもらった。「とゆう訳で、リードスイッチを使って整流器専用の高速リレーの開発をしよう」「了解した」「当面は出来ないので、これでトランスだけパワーアンプの製作に入ります」「了解した」。新たに高速リードリレーの開発も生まれてしまい、当面ルテニウム振動式整流器の開発は中断とします。

120491マリス・ヤンソンスさんが76歳で亡くなった。jazz喫茶amp工房開店当初から亡くなるまでお店に通い続けたクラシック音楽界の重鎮o田さんに誘われて、バイエルン放送響を振ったマリス・ヤンソンスさんをサントリーホル前列2席目は汗が飛んでくるくらいの席で、ストラヴィンスキーの火の鳥を聴いた。サントリーホールの広大な空間を、ヴァイオリンのユニゾンで空気を歪ませてしまう稀有な体感をした。ショルティに続くファンである偉大な指揮者の早すぎる死は残念です。

 

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2019年12月 2日 (月)

素材力学 ルテニウム振動式整流器4

12021 冒頭の3管のユニゾンに名工ミルトさんと顔を見合わせ美しさにため息をつき、「この1曲に生涯捧げても価値がある!」「然り々」「たんとはいらねえ~、それに気付くのに50年も掛かった」「然り々」ブルートレインを持ってそう決めていたが...amp研究会の冒頭、「マイルスバンドを首になったコルトレーンがボクサーマイルスにボディブロウを食らっているのを見たモンクは(そんなにまでしてマイルスに居るこたあない、俺のバンドに来てみないか?)かくしてコルトレーンはセロニアス・モンクバンドに入り、不協和音的やいっぺんに3音同時に出すマルチリードを教わった」と講釈を垂れ、モンクはコルトレーンの恩人だから大事にしているとな。するとパーカショニストのnakaさんが「セロニアス・モンクは分からないし嫌いだ~!」「い~や、そんなことはない」そこでバーゲンで買った(5枚組で2,000円台)からソロモンクをかけた。たまげたのはあんぷおやじの方で「凄い、これぞモンク宇宙だ、50年掛かってエラいことになった!」そりゃあそうでしょうよ、ピアノはビル・エヴァンスとモンクでスタートしたが、ソニーのsx68サウンドは最悪(当時はオリジナル盤の概念が無かった)で、聴いちゃあいられないとレコードを断念して久しい。それがこの安物cdからスタインウエイの高度な響きが再現できたものだから、人生何が起きるか分からない。nakaさんも住職もその場でモンクのcdを手配する始末。住職に「たんとはいらね~、と言った口も渇かぬ内にたんとの話で、50年経っても悟りの境地にはならんのね~」「然り々」

12022xコンデンサインプット電源の電流波形は本当にそうなのか検証をしてみよう、それにより新たな発見があるかも知れない。コンデンサインプット電源なんか簡単だから真面目に考えたことは無かったが、実は深~い問題は潜んでいると薄々気付いていた。教科書通りの波形になるだろうか?などと考えながら、再びコンデンサインプット型電源の入力電流を見ていたら電源未結合の状況は音にどうゆう問題があるのだろうか?がにわかにクローズアップされてきた。そうだ、昔秦野の出川邸を訪問した時電源気絶のカイゼンをされていたのを思い出した。赤丸印の電源から電流が供給されていないタイミングはofc純銅電解コンデンサから供給され、結局は科学反応の電池の音を聴いているようなものだ。だからフツーの電解コンデンサをofc純銅電解コンデンサにすれば、大幅なカイゼンがあった訳だ。この気絶期間にゼロクロスをやろうとしていた、その姿勢に問題があるのかも知れない。そうなるとトム・コランジェロがさかんにやったチョークインプット電源にすれば常に電源と結合状態になるが、ルテニウム振動式整流器の開発が難しくなる。問題点が見えてくるからこそ次なる進化がある訳で、これは益々面白くなってきたぞ。

12023先ずはLTspiceでシュミレーションをやってみる。回路図はこれ、シュミレータ電源はrmsの概念が無いためピーク電圧のac410vと設定し、負荷はcx350管に50ma流した時の相当抵抗値8kΩにした。コンデンサはofc純銅電解コンデンサより大き目、次のステップで実際に作るためパラメータは合わせた。

12024コンデンサインプットのシュミレーション結果。この画像を見て全てピンとくる御仁は即座に当社採用、いやロボット会社は辞めたから無理か。その当時、静岡新聞へ「トム・コランジェルを凌駕するアンプ設計者求む!年俸1,000万円」紙面の1/4と大きく広告したが、1件の応募も無かった。
コンデンサインプットの場合の突入電流は最初の1波以内に行われ、2サイクル目からは通常のコンデンサインプット入力電流となる。通電角がやたら小さいのはシュミレーションの使うパーツが全て理想的でそうなった、と判断した。ピンと来たとのピンは、これの一連のサイクルをマイクロプロセッサにやらせるコトなのだ。最初の電源オンは通常の銅合金接点リレーでオンさせ突入電流を負担させる。通常の入力電流になった所でルテニウム振動式整流器に切り替える。電源オフ時も通常の銅合金接点リレーでオフさせる。

12025念のためチョークインプット電源のシュミレーションもやってみた。通電角は180度に及び、正負切り替え持のdi/dtは大きいからリードリレーでは持たない。しかしこれも実機で実態はどうなのかを詳細に観察しないと、何とも言えない。シュミレーションが発達して一見便利な時代に見えるが、テストベクターを作る技術を持ち合わせていないとしくじる。結局は何時の時代も奥深い技術を要求させる。

12026とゆうことで、テストベクターを作る技術があまり無い我が方は実機へ移ることにした。サウンドラボa1用で入手した大正時代のトランス?700vx2へスライダックを付けて電圧可変とした。コンデンサはofc純銅電解コンデンサ60μfが無いものだから、350v470μfを2本直列にして700vの235μfとした。ダイオードは31df6で、その内の1個が420vくらい印加電圧でパンクした。(当たり前、センタータップのダイオードの逆耐電圧はトランス2次側交流電圧で420vx2=840v)電流センサーのプローブが最後まで問題を残す。yokogawaの701921を1/10で使うが、レシオがデカ過ぎで微小な電流検出は誤差満載になる。しゃあない、次のときは自分で差動プローブを作るしかないが400v級の場合、ダウンレシオは27位になるので、仮に10Ωの検出抵抗で100maでは1v、これの1/27は37mvでゲインを持たせるから、結局リアル波形には難しいアンプとなる。

12027少々ヤバイトランスでac410vまで昇圧してコンデンサの入力電流を調べる。yokogawaの701921がまともに動くのは1/10した場合cd300v程度で、400vまで印加すると波形が崩れて測定出来ない。そこでdc275vでデータを残した。

12028その拡大波形がこれ。サイン波はトランスで歪み、見たくないくらい汚らしい。世の中に一体正義はあるのだろうか?の疑問点と同じくらい、世の中に一体サイン波はあるのだろうか?と疑問なのだ。サイン波前後で3msecと1.8msecの気絶時間が確認され、この状況は負荷によって変動するがcx350管シングルa級動作なので問題ない。

12029位相関係は上記オシロで観測しておいて、もう1台オシロを用意し抵抗の両端の電圧をフローティングで測定した正確波形がこれ。ここでの注目は電流ゼロの期間で、ここはコンデンサの漏れ電流くらいしか流れないから間違いなくルテニウム振動式整流器が可能となる。オーディオの最大の問題点は電源で、ここが未解決で進んだから何をしても音の変わる電源に翻弄されてしまう。気付いた出川さんの解決方法も決定的ではなく、オカルトと言われてしまう始末。オカルト呼ばわりする前に、この問題に真剣に取り組んだらどうだろうか。電源密結合がオーディオ4種の神器ならばチョークインプット電源の方が正解だが、トム・コランジェロのcelloパフォーマンスにしてもviolaのブラボーにしても音色に問題を抱え完全とは言えない。この期に及んで大変な問題に気付き、時既に遅しか...出でよ、若き電源設計者!

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