2017年8月22日 (火)

振動力学 ソニーCDP-337ESD2台目の改造 了

0エネルギー効率向上を研究開発者人生の最終章と心得、寝食忘れて研究開発に明け暮れている。お陰で朝起きた時今日は何をしようか?ではなくて、今日は何を省こうか!となり人生ベクトルが180度違う。直接的エネルギー効率向上についての研究では、小型ロボットシステムにおいてdc24vのスイッチングレギュレータの支配下で動作させることが殆どで、多軸構成になると回生モードと力行モードが共存しており、各軸の状況を判断しパワーマネージメントをすれば、強力なる省エネにつながり面白い。所がサーボアンプまでは作るが電源となると身分を低く捉えて真面目に開発しない。この辺りはオーディオも似たようなもの。画像の我が発電システムにおいては如何に非対称サイン波を出すかがポイントで、美しい非対称サイン波に未来を見ることが出来る。ソニーCDP-337ESDは大量に作られ、オークションでも15,000円から20,000円で出品され、且つ品薄になることも無いから安心して使え、あんぷおやじ流儀の電源強化と水晶粒防振構造化でとんでもない音になり、間接的エネルギー効率向上の最たるモノと言えよう。

1これが真っ赤なフェルトを貼り付けた上蓋になり、スタンダールの赤と黒を地でいっている。ミルトさんが”綺麗に貼れましたね!”と感心していたが、実は難しく接着ボンドの粘度がポイントで薄めすぎるとフェルトから滲み出し、荷重を掛けた時くっついてしまう。又荷重を掛けっぱなしもまずくて、30分から1時間で荷重を取り去り、フェルト面を表にして乾燥させる。
2中央の四角いcdメカ部に水晶粒を充填させて防振するが、ここが音質を決める最大のポイントになり、この程度のアイディアしかなく情けない。だけどdaコンバータのopampやフィルターの抵抗コンデンサで音質が大きくカイゼンされる...所ではない音質向上に、これは一体?
3続いてcdを搭載して動作をさせアナログ出力の波形を見るが、この波形から音が分かるほど世の中甘くは無い。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、測定器フリークは思わずニンマリする。
4cdと水晶粒防振cdスタビライザーを搭載する。kuraiman社長氏に”酔っぱらってcdを操作することはありませんか?”と質問すると”いやー、無いですよ!”の返事に危険無しとして、ここだけは水晶粒をむき出しにしておく。高さ方向の調整を最後にやるためこの方が良い。
5_2こちらがソニーCDP-337ESDの動作状態画像になり、単純化されたコンストラクションがセイヨウタマゴタケみたいで美しい。
6最後にrf波形のアイパターンを見る。今回からrf信号を簡単に見るためrcaジャックを1個用意し、高周波だから最短で配線した。こうしておけばピックアップkss-190aの寿命をバラすことなく観測できる。現時点ではほんのさわりの改造に過ぎず、この先とんでもない改造を計画中で、奇想天外過ぎて理解されないかも知れない...了
7何にでもお詳しいmjのk川さんから、前エントリーのセイヨウタマゴタケについて”タマゴタケは炊き込みご飯が簡単で美味いですよ!”とご連絡頂いた。妖しい美しさと美味いはチョット結びつかなくて、毒キノコの代表格ベニテングダケと良く似とるタマゴタケを最初に食した御仁はエライとしか言いようがない。実は水晶粒防振構造も美しく怪しく妖しいと捉えられがちだが、食してみれば美味いですよ!

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2017年8月20日 (日)

振動力学 ソニーCDP-337ESD2台目の改造3

00x余りにも暑いのでランチを兼ねて箱根ポーラ美術館へamgを飛ばす。涼しいとゆう程でもないがブナの森林は蒸発潜熱作用で下界より温度は低く、散策には問題ない。箱根の森はもう既に秋モードで、キノコが至る所に顔を出していおり、チビたちを捉まえて”凄いキノコ発見!”と叫ぶと、全員から”気持ちが悪い~!”と返されてしまった。”これはトトロの森の贈り物で、美しいが毒キノコだから見つけても採ってはいけない...”と続けた。

0xベニテングダケとキノコに詳しくないにわか植物学者はそう思ったが、気になりネットで調べると珍しいセイヨウタマゴタケで食用と判明。根拠は似ていることとブナの巨木の下に生えていた環境となる。美し過ぎるは妖しいとか気持ちが悪いに繋がり、類似で無頼の天才画家カラバッジオがおり、昔はあまり好きではなかったがウフィツイ美術館で本物を観てしまってからは180度ひっくり返った。jazzオーディオもこのような生々しさと妖しさと、日陰者の憂いが表現できればな~、その時は未だベニテングダケを見ながらそう思った。

1生々しさと妖しさと憂いの表現は水晶粒の独壇場で、ソニーCDP-337ESD2台目の改造に拍車が掛かる。画像はkss-190aピックアップ搭載のcdメカで、アルミダイキャスト製の筐体を持つ。ここの水晶粒防振構造化が前出の音質の決め手で、完全なる水晶粒防振構造化したいが未だノーアイディア。とりあえずkss-190aピックアップ部に水晶粒が入り込まないように土手を作る。言っちゃあ何だけど、鋼材をマシニングでミクロン単位の高精度加工をして超高額な筐体を作っても、振動吸収ができないからそうゆう音になる。

2cdメカを中央部に移動させながら水晶粒の充填作業を行う。何時ものハイライト作業とは異なり、cdメカの配線にはクリアランスが無いから緊張した充填作業が続く。完全充填ではないがとりあえず動作を確認する為にオシロを繋ぐが、ここで登場がオシロスコープのニューカマーTektronixの 500MHz 500MS/s、TDS524A で、これについては稿を改める。rf波形は問題なくクリアする。

3更に充填を続け満タンになった所で上蓋を仮付けする。

4続いてその上蓋を外して真っ赤なフェルトを貼り付ける。この上にはcdメディアを置いたりするから、傷を付けない配慮なのだ。

5上蓋の接着乾燥を待っている間にcdメカの芯出しを行う。ピックアップ部に水晶粒が入り込まないように、テープで簡易の蓋をする。このcdメカの芯出しが傑作で、3次元方向に芯が出るように水晶粒に押し込むだけで、cdのプロから”不埒な!”と聞こえてきそうな手法だが、これが良い。
2000gtその昔は昭和48年頃か、
国道一号線安倍川を渡った先にゴールデンゲートとゆう自動車部品屋さんがあり、LB2000GTのタイヤの選定をしてもらったらファイヤストンのホワイトレターで、店員さん曰く”グリップが良くなりまっせ!”だったが、こっちは山岳ラリーまがいで、高速でダートを駆け抜けるとタイヤの角が角張っているため、石ころワダチに取られてエライ目にあった。直線でラック&ピニオンタイプのハンドルがガタガタ揺れてしまい、思い切って手を離したら真直ぐ走った。これと同じで200rpm~500rpmで回転しているスピンドル体の振動を取るには、水晶粒の中にブスっと埋め込んで手を離す(ネジ止めしない)に限る。

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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 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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