【ワレコオーディオ】ぺるけさんのFET式平衡型差動プリアンプVersion2を作る【1/3】

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写真 庭園を眺めて涼んでいる茶道の先生、このあと平衡差動プリを作る予定か?

しかしまあ、なんですなあ~

このところ、事件事故災害などが矢鱈と多い。

  • 大阪府北部地震(2018年平成30年6月18日7時58分頃)
  • 台風の豪雨による水害(2018/7/3~10くらい)
  • 和歌山・紀州のドン・ファン事件(2018年5月24日)
  • 富山市交番襲撃事件(2018/6/26)
  • オウムの刑執行(2018年07月06日)
  • 新幹線車内の無差別殺人(2018年06月09日)
  • 文部科学省局長の裏口入学事件
  • 横浜市の大口病院 界面活性剤混入事件(2016年9月)
  • 相模原障害者施設殺傷事件(2016年7月26日)
  • 座間市アパート事件(2017年)

昭和の時代なら数年に一回くらいしか起こらないような大事件が、月に数件起こっている感じ。

もう紀州のドンファン事件なんて国民の誰もが興味が薄れてしまっているに違いない。

一体全体、日本はどないなってんねん?

分からん。

まあ今後数年以内に南海トラフ大地震がやってくるのは確実だから、あれこれ心配しても仕方ないので、物事はなるようにしかならないから震災後の生活をどうするかを考えるのが良いのかもしれない。ワテの場合は、山奥で自給自足生活をしたい。

さて、話変わってこの週末に電子工作を行った。

表題の「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」の製作を開始したのだ。

ぺるけさん設計のプリアンプだ。

全三回に分けてその製作過程を紹介したい。

当記事はその第一回目。

では本題に入ろう。

追記 2019年9月30日(月)

その後、当プリアンプは無事に完成して現在はワテのPCオーディオシステムの一員として日常的に活用している。パソコンの再生デバイスに当プリアンプに内蔵した秋月USB-DACを指定して使っている。数カ月使った印象としては、癖のない自然な音だ。何時間聴いていてもアンプの存在を意識させず、ボリュームによる音量制御と言うプリアンプの機能に徹していると言う感じ。皆さんにもお勧めしたい。

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ぺるけさんとは誰か?

ぺるけさんとは木村哲 氏のニックネームだ。

オーディオ自作系の本を数冊出版されている。

理解しながら作るヘッドホン・アンプ―FET差動増幅回路採用で低ひずみ/低ノイズを実現した (プリント基板付き電子工作解説書SERIES)

真空管アンプの素

情熱の真空管アンプ

ちなみに、ワテの場合はぺるけさんの本は一冊も買っていない。

あかんがな。

まあ、その理由は、今後の楽しみに取っているのだ。

いつか、買って読んでみたいと思っている。

FET式平衡型差動プリVersion2はどんなアンプか?

ぺるけさんのサイトには多数の自作記事がある。

FET式平衡型差動プリアンプVersion2の製作記事は、以下のURLで見る事ができる。

Balanced Project

参考までにそのページのキャプチャーを紹介させて頂く。

図 ぺるけさんの「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」の製作記事のページ

引用元 http://www.op316.com/tubes/balanced/balprefet-v2.htm

 

まあ、このぺるけさんのページには、回路図の説明、使う部品の選定、製作方法、測定結果など自作に必要な情報が全て網羅されているのだ。

かつ、自作したい人向けに、部品頒布のサービスさえもある。

ぺるけさん設計のオーディオ機器の特徴としては、使用する部品はごく普通の電子部品であり、製作費用が安いのだ。オーディオ自作記事に多い、一個数千円もする高級パーツを使用するなどと言うマニアックな世界では無いので誰でも作り易いのだ。

それにもかかわらず、高音質な性能を持つのだ。音響関連のエンジニアの人からも人気があるらしい。

ワテの場合、今回はぺるけさんにパーツの頒布を依頼した。

秋月電子、千石電商、共立エレショップ、RSコンポーネンツなどのネット通販で入手できるパーツが殆どであるが、ぺるけさんに頒布を依頼したのだが、その結果これらの通販サイトに注文するよりも素早く必要なパーツ一式を送って頂く事が出来た。

ちなみにワテの場合は、同じくぺるけさん設計の「FET & CRD選別冶具(改訂版)」を先日自作した。

その製作過程は以下の記事で紹介している。

【ワレコの電子工作】FET & CRD選別冶具(改訂版)を作る[1/2]
写真 自作のFET & CRD選別冶具でパーツを選別して自作ヘッドホンアンプを作って聴いている人 オーディオの世界には〇〇式と呼ばれる流派が幾つかある。 ワテが知っている有名なものだと、 金田式 安井式 窪田...
【ワレコの電子工作】FET & CRD選別冶具(改訂版)を作る[2/2]
写真 これからFET & CRD選別冶具(改訂版)を半田付けするので水分補給して体調を整えている人 当記事は、ぺるけさん設計の「FET & CRD選別冶具(改訂版)」をワテが製作した過程の紹介記事だ。 全二部作の後半...

 

今回は、早速この選別冶具を使って

  • 2SK170-GR(差動入力用)x2ペア(合計4個)
  • 2SK30A-GR(Idss=3.0mA程度)x2個(定電流回路用)

を選別した。

また、

  • 2SC1815GR x2ペア(合計4個)

を以前自作していたhFE計測機を使って選別した。

従ってこれらのトランジスタやFETを除くパーツ一式をぺるけさんに頒布をお願いした。

 

「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」全回路図

今回製作する「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」の回路図(下図)をぺるけさんのサイトから引用させて頂く。

 

図 FET式平衡型差動プリVersion2のアンプ部

引用元 http://www.op316.com/tubes/balanced/balprefet-v2.htm

回路の特徴としては、アンプの名前の通り入力も出力も平衡(Balanced)なのだ。

かつ、必要なら入力も出力も不平衡(Unbalanced)に出来る。

つまり、XLR3ピンのコネクター(俗にキャノンコネクター)の

  • 1ピン GND
  • 2ピン HOT
  • 3ピン COLD

のうち、COLDをGNDにショート(短絡)すれば良いのだ。

実際、上の回路図で秋月電子のUSB-DACがCH1に繋がっているが、このDACは普通のRCA出力の不平衡タイプだ。入力切り替えのロータリースイッチをCH1にセットすると、COLD側がGNDに落ちるように配線されている。

平衡・不平衡に関するぺるけさんの説明を引用させて頂くと以下の通り。

本機と接続して使うパワーアンプには、アンバランス入力のものとバランス入力の両方を想定しています。

どちらのタイプも無条件に接続できることが設計の要件ですが、出力側はキャノンコネクタの3番(Cold)を強制的にアース(すなわちレアショート)してしまっても問題なく動作する必要があるため、特別な設計をしないとバランス/アンバランス共用にはなりません。

本機は出力のHot/Coldいずれの一方をアースとショートさせてもアンプ側には全く負担がかからず、利得も周波数特性もほとんど変化しないで安定動作します。

引用元 http://www.op316.com/tubes/balanced/balprefet-v2.htm

まあ要するに、平衡入力・不平衡入力のどっちを繋いでも正常に動作するのだ。

入力端子はXLR3ピンメスタイプだが、XLR3-RCA変換プラグを使えば簡単にRCAコネクターを接続出来る。

具体的には、入力端子はXLR3ピンメスタイプ(下図)だ。

 

NEUTRIK ノイトリック XLRメス NC3FD-LX

もし不平衡信号をRCAケーブルで接続したい場合は、下図のようなXLR-RCA変換コネクターを上写真のXLRコネクターに接続すれば良い。

【2個セット】KC 変換コネクター CA315 XLR(M)/RCA(F) オーディオ・ケーブルを業務用機器へ接続

そうすると、下図のような普通のRCAケーブルを使ってCDプレイヤーなどのオーディオ機器の信号を入力する事も出来るのだ。

MOGAMI 2534 RCA 赤白ライン 2本ペアケーブル (0.75m)

 

一方、出力側はタムラのライントランスが使われていてこちらもXLR3ピンオスによる平衡出力になっている。

このプリアンプに接続するパワーアンプがRCAジャックタイプ(不平衡)の場合なら、出力側も下図のようなXLR-RCA変換アダプターを使えば良い。

先ほど紹介したアダプターとよく似ているがこちらはXLR側がメスタイプだ。

【2個セット】KC 変換コネクター CA314 XLR(F)/RCA(F) オーディオ・ケーブルを業務用機器へ接続

そうすると、出力信号のCOLD側がGNDにショートされてHOT/GNDの2芯の出力となるのだ。

と言う事で、入力も出力も必要に応じて平衡/不平衡を自由自在に混在させる事が出来るのだ。

ワテの場合も、自作パワーアンプやローランドSRA-50パワーアンプはRCAタイプの不平衡入力タイプ。

中古で買ったPA用の大型パワーアンプはXLR3の平衡入力タイプ。

それらを接続したいので、このプリアンプならどちらのアンプでも活用出来る。

なお、平衡出力のCOLDとGNDをショートして不平衡出力に出来る理由は、タムラのライントランスが使われているからであって、一般の平衡出力アンプは必ずしもそのやり方が出来るとは限らない。

聞くところによると、電子回路で平衡出力するタイプの場合だと、設計が悪いとCOLDとGNDをショートすると最悪、回路が壊れるなどの可能性もあるらしいので要注意だ。

でもまあ、プロの人が使う音響機器なら、仮に電子バランス式の平衡出力であってもCOLDをGNDにショートしても、ちゃんと不平衡出力になると思うが。ただしワテの場合はその辺りの分野に関しては全くの素人なので詳しくは知らない。

「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」電源回路

さて、本題に戻って、電源回路を下図に引用させて頂く。

図 FET式平衡型差動プリアンプVersion2の電源部

引用元 http://www.op316.com/tubes/balanced/balprefet-v2.htm

電源回路の特徴としては、24VのACアダプターを使う。

そのDC24Vを抵抗とコンデンサを使って分割して疑似的にプラスマイナス出力の正負電源にするのだ。ぺるけさん設計のオーディオ機器では、この疑似正負電源方式が多いが、ACアダプターを使って手軽に製作出来る利点がある。

ただし、ワテの場合はコンセントにACアダプターを沢山挿すと見た目がごちゃごちゃするのであまり好きではない。どちらかと言えば、トランスを使った電源回路をシャーシに内蔵するほうがコンセントの見た目がスッキリするので好きだ。

と言う事で、今回は小型のトランスを購入してDC24Vを生成する回路を自作する事にした。それをACアダプターの代用にするのだ。

そのDC24V出力を上記のぺるけ式電源回路に入力する。

まあ、それならぺるけ式電源は使わずに最初からトランス式で独自の正負電源を作れば良いんじゃ無いのか?と言う意見も出ると思うが、まあ確かにそうであるが、折角ぺるけさんにパーツ頒布もして頂いたし、部品を余らせるのも勿体ない。

それに、ぺるけ式純正の電源回路でぺるけ式純正の平衡プリアンプ回路を駆動しなくてはぺるけ式純正の音が出る訳がない。

ほんまかいな。

まあそれは良く分からないが、気分的な物もあるのでちょっと冗長になるがトランス式ワテ自作電源回路+ぺるけ式疑似正負電源回路方式で行く事にする。

「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」の製作開始

週末を利用して、ぼちぼち製作を開始した。

「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」のパーツ一式

今回使用するパーツ一式の写真を示す。

写真 「FET式平衡型差動プリアンプVersion2」のパーツ一式

殆どのパーツはぺるけさんに頒布をお願いしたものだ。

トランジスタとFETはワテが独自に選別したもの。

トランスはTD-1(NIHON KOHDEN, 日本光電) 600Ω/150Ω:600Ω/150Ω と言うやつだ。中古で入手した。

タムラトランスのTD-1と見た目もそっくりなのだがOEMなのかな?

いや、たぶん日本光電オリジナルなのかも知れない。

と言うのは、日本光電工業株式会社の2014年02月12日プレスリリースでこんなニュースを発見した。

脳波計、生体情報モニタなどの国内大手医療機器メーカである日本光電グループは、約50年間に渡り、医療用、産業用を中心にした電源トランス、高周波トランス、リアクトルおよびその関連製品の開発・販売を手がけてきました。

その製造をスミダのグループ会社であるスミダ電機株式会社が請け負っていた経緯で、スミダから事業譲渡の打診がありました。

引用元 https://www.nihonkohden.co.jp/news/14021201.html

なので、ワテのTD-1はスミダ電機株式会社が製造して日本光電ブランドで販売されたものかな?

見た目が灰色で、ケースの大きさも端子の間隔もタムラトランスと全く同じなのは、NHKの仕様なのかな?

あくまでワテの推測なので間違っているかも知れない。

タカス基板に銅単線で配線を行う

ぺるけさんの製作記事では、下図に示すTAKASUのIC-301シリーズのユニバーサル基板が良く使われる。

下図の基板はTAKASU IC-301-72と言うやつだ。ワテは初めて使う基板だ。

ちなみにワテの場合はサンハヤト基板を良く使う。

写真 TAKASU IC-301-72基板にΦ0.3銅単線で配線する様子

Φ0.3銅単線を適当な長さに切断して、ホッチキスの針のような形状に折り曲げる。

それを基板の穴に挿して折り曲げるのだ。

ワテが使うのはこのニッパ。

先端に溝無しなので、細い繊細な銅線を摘まんでも銅線の表面に傷が付きにくい。

写真 タカス基板に銅単線で配線した例(表面、半田付け前)

かなり細かい作業だ。

例えば上図に於いて隣り合う二つの穴を連結する場合には、1cmくらいの長さに切った銅単線が丁度良い長さだった。

〇 〇     1cm

〇 〇 〇   1.5cm

〇 〇 〇 〇 2cm

こんな感じか。

写真 タカス基板に銅単線で配線した例(裏面、半田付け前)

ワテの場合は実体顕微鏡を持っているので、取り敢えず目視で穴に銅単線を通して折り曲げる。

その後、実体顕微鏡で確認しながらマイナスドライバーで銅線の一端を押さえて、もう一端は精密ラジオペンチで軽く引っ張って弛んだ(たるんだ)銅線をシャキッと真っ直ぐにした。

でもあまり強く引っ張ると切れるかも知れないので程程の力で軽く引っ張る程度にした。

しかしまあ、この作業がかなり細かい作業なのだ。

銅単線Φ0.3ミリもかなり細いし。

 

ワテの場合、金田式のDACを昨年製作したのだが、金田式ではモガミ電線やダイエイ電線の素線を7本撚りにして配線材料に利用する。

今調べてみたが、それらの素線はΦ0.18ミリだ。

なので、金田式7本撚り線の断面積は

0.09 x 0.09 x 3.14 x 7 = 0.17 平方ミリメートル = 0.17sq

一方、ぺるけ式Φ0.3単線の断面積は、

0.15 x 0.15 x 3.14 = 0.07 平方ミリメートル = 0.07sq

金田式7本撚り線(0.17sq)に比べて半分以下なのでかなり心細い感じ。

抵抗やトランジスタ、FETなどのリード線の直径でもΦ0.5(0.19sq) ~ Φ0.6(0.28sq)前後はあると思うし。

でもまあ、ここはぺるけさん純正の方式を尊重して、指定通りにΦ0.3(0.07sq)銅単線で配線した。

注意:よく考えてみると、ぺるけさんのΦ0.3(0.07sq)銅単線は、タカス基板の裏表にリング状に配線するので、正しくは、

0.07sq x 2(裏表の二本) = 0.14sq

なのだ。

つまり、金田式7本撚り(0.17sq)や抵抗・トランジスタ・FETなどのリード線のΦ0.5(0.19sq) ~ Φ0.6(0.28sq)とほぼ同じくらい。

そう言う事か。

タカス基板に銅単線で配線する場合の注意事項

タカスユニバーサル基板を使うぺるけ式の配線作業を今回初めてやった。

その途中で幾つか失敗したので参考までに皆さんにお知らせしておこう。

  • 同じ穴に複数の銅単線が通る場合がある。
  • 同じ穴に銅単線とパーツのリード線が通る場合がある。
  • うっかり間違えて隣の列に配線していた
  • 必要無いと思われる銅単線が幾つかある

などである。

なので、銅単線を穴に通してその後で半田付けするとしても、軽く仮止めするくらいにしておく方が良い。

もし半田を沢山使って穴まで完全に塞ぐような本仕上げをしてしまうと、後からその穴にパーツを通す必要が有る場合に半田を除去する必要が出て来るからだ。

取り敢えず仮止めしておいて全ての配線が完了したら、改めて全部のランドに半田を盛って本仕上げをすると良いだろう。

一方、この手のユニバーサル基板で良くやる失敗が、間違えて一列隣に配線してしまったなども多い。

タカス基板の場合には、単なる碁盤の目のようなランドパターンでは無くて、共通の信号ラインが縦横に走っている。また三つのランドが連結されているので、仮に配線場所を間違えても気づき易いのが良い。

かつ、部品面にはアルファベットと数字が6x5毎に印字してあるので、それらを基準にパーツを取り付ける位置を何度も確認すると良い。

ワテの場合も、一個の部品を取り付けるだけでも数回に渡りこれらのチェックを行うのだが、それでも一箇所間違えて隣の穴に抵抗を付けてしまったが、幸いその一箇所だけだったので、ソルダーウィック(はんだ吸取線)で半田を除去して対応する事が出来た。

 

必要ないと思われる銅単線が何本かある。

特に電源基板の余白部分に幾つかある。恐らくは、小型のタムラトランスを使う場合にはその部分にトランスが半田付けされていたのかも知れない。

で、今回はTD-1と言う大き目のトランスを使うがそれは基板に載せないので、その名残で配線が基板に残っているのかも知れない。

それと、プリアンプ基板にも使われていない銅単線が幾つかあった。

でも恐らくそれらはGNDガードパターンかも知れないので、そのまま取り付けておいた。

兎に角、ぺるけさんのページ記載されている通りに製作した。

ここまでは純正ぺるけ式準拠率は100%かな。

配線済箇所はパワーポイントでチェック

ワテの場合はパワーポイントを色んな用途に使う。

今回は、ぺるけさんの配線パターンを背景に貼って、配線すべき箇所を色付きの線で色分けして分かり易くした。

図 配線箇所をパワーポイントので色を付けて分かり易く分類する

注意事項1

定電流回路に使う2SK30A-Yは、ぺるけさんのオリジナル作例では、2本合わせて電流値が3mA程度になるようにする(以下に引用)。

定電流回路には2SK30A-YからIDSSによる選別品を使い、定電流ダイオード接続(ゲートとソースをショートさせる)したものです。IDSSが3mAくらいの2SK30A-GRは滅多に取れません。実際に製作される場合は、2本合わせて3.2~3.8mAになるようなIDSS=1.3~2.4mAくらいの2SK30A-Yから選別されるか、自力で定電流回路を組まれることをおすすめします。ノイズの関係で石塚電子の定電流ダイオードやLM317などを使った定電流回路はおすすめしません。

引用元 http://www.op316.com/tubes/balanced/balprefet-v2.htm

上記回路図でも、2個の2SK30A-Yを使う部品配置になっている。でも、ワテの場合には、1個の2SK30A-GRでIDS=3mA程度ものが幾つか取れたので、それを使った。従って、2SK30A-GRは単体で使っている。その結果、上記回路図では2個並んで半田付けする2SK30A-Yは使わずに、1個の2SK30A-GRに置き換えている。

その結果、配線部分も不要な箇所は省略している。

注意事項2

基板中央に四個並ぶ2SC1815GRであるが、全部同じ向きなのだが、左二個と右二個とでは、コレクター(C)端子の配線箇所が異なる。

一個、二個と取り付けて、残りの三個目、四個目も同じだと思って取り付けると間違う事になる。

注意事項3

それと、例えば薄緑色と濃緑色で示す縦三連結の箇所があるが、ワテの場合、ぺるけ式配線は初めての経験だったので、このような連結箇所を三連結にせずに長い一本の線で両端を単純に配線してしまった。

●━ ━ ━●

こんな感じ。

でも本来は、

●━●━●━●

のように三本の短い銅単線でそれぞれの隣り合う穴を連結する必要があったのだ。

要するにぺるけさんの図の中で二重線=で描かれている箇所はそのように接続する。

一本線の場合は、単純にその二点間を配線すれば良いのだ。

注意事項4

電解コンデンサの取り付けに関しては、ワテの場合は最後に取り付けたのだが、一般には大物パーツは先に取り付けておく方が良いかも知れない。

と言うのは、込み入った基板の場合、最後に大物部品を取り付けようとすると、既に取り付け済の他の部品に干渉して取り付ける余地がない場合もあるからだ。

でも、先に大物部品を取り付けると小型部品(抵抗、FETなど)を取り付けにくいと言う問題もある。

なので、ワテの場合には、事前に電解コンデンサの取り付け箇所を確認しておいて、最後に取り付けても問題無く取り付けられる事を確認した上で作業をした。

もし慎重に作業をするなら、電解コンデンサの大きさの形に切った円形の養生テープを取り付け箇所に貼っておくと良いだろう。

サンハヤト リードベンダー RB-5は必須

まあ電子工作を趣味としている人でサンハヤト リードベンダー RB-5を知らない人は潜り(もぐり)だろう。

サンハヤトのリードベンダー無しでは綺麗な配線はワテには出来ない。

写真 サンハヤトリードベンダーで抵抗のリード線を8mmで折り曲げる例

良く使うのは以下の寸法。

x3(8)    〇 〇 〇 〇

x4(10)    〇 〇 〇 〇 〇

この辺りの寸法に曲げる時に良く使う。

ランドホールの間隔は2.54ミリなのでx3だと約8ミリ。x4だと約10ミリ。

写真 サンハヤトリードベンダーで抵抗のリード線を8mmで折り曲げた例

自作派には必須のリード線簡易折り曲げ器だ。

 

サンハヤト リードベンダー RB-5 リード線、部品の簡易折り曲げ器

付属の金属棒を使うとリード線を単に折り曲げるだけでなく、曲げた足元をさらに

___∩___

こんな形状にフォーミング加工する事も出来る。そうすると、プリント基板にパーツを挿した時に一定の高さに固定出来る。

一家に一台、サンハヤトのリードベンダー RB-5 。

ワレコネットジャパンが自信を持ってお勧めします。

奥さん、いかがですか!

金利手数料はワレコネットジャパンは負担しません。

あかんがな。

平衡プリアンプ基板の半田付け作業の様子

実体顕微鏡があると作業が捗る。

写真 実体顕微鏡で観察しながら半田付け作業を行う様子

実体顕微鏡のLED照明は光量を0から100%までPWM制御出来るワテ自作のやつだ。

【ワレコ電子工作】PWM方式LED調光回路を考案【LM393コンパレータだけで】
先日、以下の記事で紹介した実体顕微鏡と自作スタンド(レール伸縮式)であるが、スタンドを製作したおかげでかなり使い易くなった。 写真 実体顕微鏡用の自作スタンド(レール伸縮式) ところが、リング照明が付いていない。 現状...

 

写真 銅単線Φ0.3でランドを結合する(半田付けは仮止め)

上の写真に示すように、半田は少なめにして仮止めする感じ。ランドの穴は出来る限り埋めないようにしている。

そうしておくと、後で同じ穴に他のパーツや銅単線Φ0.3を通す事が出来るから。

写真 配線途中の写真1

 

写真 配線途中の写真2

 

ウッカリミスでランドの銅箔を剥がしてしまったので応急手当

抵抗を半田付けした後で、余分なリード線をニッパでカットする時に、刃先がリード線だけでなく隣の半田にも引っ掛かっていた。

それを気付かずに強引にカットしようとしたら、基板のランドの銅箔が剥がれてしまった。

千切れなかったので、精密ドライバーの先っちょで押さえて元に戻せば見た目は直ったのだが、剥がれているのが気になる。

そこで、銅単線を半田付けして補強しておいた(下図)。

写真 剥がれた銅箔を銅単線で補強する様子

今回初めてタカス基板を使ってみたが、半田のノリはいい感じ。

でも、銅箔が剥がれやすいのでワテみたいな失敗をしないように慎重に作業をすると良いだろう。

写真 剥がれた銅箔を銅単線で補強した(写真がピンボケ気味だが)

 

FETやトランジスタを取り付ける

この手の半田付け作業をする場合に、どこから作るかは人それぞれだと思う。

ワテの場合は、抵抗から配線する場合が多い。

その後で、2SK170GRを取り付けた。

下図で言うと、上から下の方向の向かって順番にパーツを取り付ける感じ。

2SK170GRペアは先日、自作のFET選別機でVgsの値で選別してペア取りしたものだ。

それを秋月電子でパーツを買うと付いて来る乾燥剤入りの小袋に保管していたのだ。

写真 FET(2SK170GR)を半田付けした

この時点でも、半田は少なめにして仮止め程度にしている。

DGSの三本足も、取り敢えず中央のゲートを仮止めする程度にしている。

そうしておくと万一取り付け場所間違いがあっても、修正し易いので。

 

部品の半田付け作業では養生テープが便利

写真 部品の半田付け作業に養生テープを活用している例

抵抗やFETを既に取り付けている同じ部品と同じ高さに揃えると見た目が綺麗に仕上がる。

上の写真のようにFETを養生テープで軽く固定しておくと、基板を裏返しても抜け落ちる事は無い。

その状態で半田付けをすると指定の高さに部品を固定出来るので養生テープはお勧めだ。

養生テープは粘着力は弱いが何十回も使えるので、ワテの場合は作業机の周囲に常時数枚の養生テープが貼ってある。

トランジスタ、FETをどんどん取り付けて行く

ワテの場合は下写真に示すように、部品の取り付けは一方の端(上側)から他方(下側)に向かって、順番に行う。

そうすると、取付忘れとか穴位置の間違いなどが発見し易いと思うので。

写真 2SK170GRと2SC1815Gを取り付けた状態

でもまあ、全体に抵抗を取り付けたら、次はトランジスタ、その次はコンデンサを取り付けると言うように、全体に満遍なく部品を取り付けていく人もいる。

まあ、その辺りは好き好きなので自由にすると良いだろう。

なお、トランジスタ、FETの足に関しては、事前に十分確認しておく事(下図)。

注意事項としては、東芝のデータシートに記載されているトランジスタ、FETの絵柄において、123と言う数字がDGSやECBに該当するが、それらはBottom Viewつまり下から見た図だ。

図 平衡プリで使用するトランジスタ、FETの足の並び

トタンジスタなどの三本足のパーツは、もし取り付け場所を間違えると後で半田を除去して取り外す作業が非常に難しい。

なので、ワテの場合には、取り付ける時にこの絵を見ながら

2SK170なら「DGS, DGS, DGS, DGS, DGS ・・・」

2SC1815なら「ECB, ECB, ECB, ECB, ECB ・・・」

と、お経を唱えるように繰り返しながらパーツをプリント基板に挿しこむ。

そして、その状態で、まだ半田付けをせずにもう一回回路図と見比べて、取り付け場所に間違いが無い事を確認したあとで、ようやく半田付けをすると言う超慎重派だ。

まあ、それくらい慎重に作業すればほぼ間違いなく自作機器は正常に動作する。

トランジスタ・FETの足の長さは黄金比が良い

写真 FETやトランジスタの足の長さはこれくらいが最も美しい

自称、電子回路の初心者のワテであるが、FETやトランジスタの黒い本体部分と三本足の長さの比率は、上の写真くらいが最も美しいと思う。

これよりも長いとバランスが悪いし、短いのも様にならない。

ノギスで測ってみたら

  • 全高11.5ミリ
  • 脚部分7.00ミリ

だった。

ワレコのFET・Tr黄金比と呼ぼう。

なんのこっちゃ。

でも、黄金比の近似値は 1:1.618 なので、実際に計算してみると、

7 x 1.618 = 11.326(黄金比計算値) ≒ 11.5(ワテ実測値)

となるので、ワテの美的センスの正しさは黄金比に裏付けられている事が証明された。

ほんまかいな。

作業机の上に物差しのスケールを書き込む

写真 作業机の段ボールに目盛を打っておくと便利

ワテの場合、作業机の上に段ボールを敷いている。

適度なクッション性もあり、帯電しにくいし、半田が落ちても燃える事も無いし。

汚れたら新しいのに交換も出来る。

その段ボールの上に物差しで目盛を書いておいた。

そうすると、銅単線を1cmにカットするなどの場合に、わざわざ物差しを用意する手間が省ける。

写真 ケイバのニッパでコの字型に折り曲げた銅単線の配線材

ワテ推薦のケイバのニッパ

先端にギザギザが無いのでパーツを傷つけない。

電解コンデンサの取り付け作業

写真 ポテンショメータを取り付けた状態

10Ωのポテンショメータも手持ちにあったのでそれを使った。

なお、この手のポテンショメータの調整には小さなマイナスドライバーが必要だが、精密ドライバーだと先端が滑ってやり辛い。

やはり、専用の調整ドライバーを一本持っておきたい。

ワテがお勧めするのは、これだ。

写真 Vishay トリマ調整工具 008T000

アマゾンでこの型番で検索するとヒットするが写真が違う。

でもまあ型番が同じなのでこれでいいのかな。一本数百円くらいなので電子工作趣味の人には必須のアイテムで有る事に間違いはない。ジャパネットワレコが自信を持ってお勧めします。奥さん!

写真 電解コンデンサの取り付けも完了してほぼ完成した平衡プリアンプ基板

上の写真のように、平衡プリアンプ基板への部品の取り付けが完了した。

電解コンデンサは三つともに1000uFだが耐圧が異なる(16V x1, 25V x2)なので要注意。

ちなみにワテの場合、長年の自作経験においても電解コンデンサのプラス・マイナスの極性を逆に取り付けた失敗は無い。

さて、ほぼ完成したが、半田面はまだ仮止め状態。

この後、配線に間違いが無い事を回路図で最終確認して、間違いが無ければ、全部の半田箇所を全て本仕上げする予定だ。

写真 配線間違いを発見!

と思ったら、早速一箇所の配線ミスを発見。

上写真の〇で囲んだ箇所は連結する必要は無かったのだ。

下の写真左端に写っているがもう一枚ある電源回路基板では、この部分は連結する必要があった。

配線済箇所はパワーポイントで色を付けて確認していたのだが、そのパワーポイントファイルを流用したので、こんなウッカリミスが起こってしまった。

上図で〇で囲んだ箇所は、左端の縦のラインが+17.1V電源、下端横ラインがグラウンド線。

なので、もし接続したままだったら、電源を入れたとたんにショートしていた事になる。

その結果、どんな事故が起こるかは未確認だ。

兎に角、事前に発見して一安心。

 

半田付けがほぼ完了した平衡プリアンプ基板一式

丸一日掛かりで、

  • 平衡プリアンプ基板アンプ部分
  • 平衡プリアンプ基板電源部
  • 秋月電子のAKI-DAC基板(クロストーク低減用コンデンサ容量増強済)

の三つの部品がほぼ完成した。

ただしAKI-DAC基板自体は、数カ月前に製作していた。

そして、クロストーク低減用の大容量電解コンデンサは今回、ぺるけさんに頒布して頂いたので、先日交換作業を済ませていた。

写真 半田付けがほぼ完了した平衡プリアンプ基板一式(部品面)

電源回路は、ワテ所有の高砂製定電圧電源からDC24Vを入力して、疑似正負出力が設計通りの+17.1V, -5.1V 付近の値が出る事は確認済だ。

 

写真 半田付けがほぼ完了した平衡プリアンプ基板一式(半田面)

まとめ

ぺるけさんのFET式平衡型差動プリアンプVersion2の製作を開始した。

AKI-DAC基板は事前に準備していたが、クロストーク低減用の大型電解コンデンサはぺるけさんに頒布して頂いたので、先日交換作業を済ませた。

平衡プリアンプの電源部基板の製作から開始した。

タカスのTAKASU IC-301-72と言うユニバーサル基板を使ってオーディオ機器を製作するというぺるけ式配線は初めての経験で有ったが、最初は細かい作業で難儀なこっちゃなあと思ったが、やってみると意外にサクサクと作業が進んだ。

平衡プリアンプのプリアンプ基板の配線作業もほぼ完成した。

この後は、半田付けの本仕上げをして基板部の製作は完成となる。

 

次の作業は、24VACアダプター代わりにする為の自作電源回路の製作だ。

小型のトランスをRSコンポーネンツで購入したのでそれを使ってDC24V電源を製作する予定。いつもなら手軽なLM317正電圧可変型 3 端子レギュレータ ICを使って電源回路を製作する事が多いのだが、今回は何か別の方式を試してみるかなと思っている。

例えば金田式のレギュレータ回路を作ってみるとか。あるいは窪田式FET定電圧電源と言うのも有名らしいがワテは良く知らない。

とは言っても、ワテの場合、過去の金田式の電源回路などは詳しくはない。

取り敢えずネット検索してヒットした回路を作ってみるかな。

あと、入力セレクター部分はぺるけさん純正だとロータリースイッチで切り替える方式だが、この部分をリレー式にしてみる予定だ。

リレーは秋月電子で安く売っているラッチングリレーを使う。

以前、そのリレーを駆動する回路を適当に設計してみて、ブレッドボードで動作確認して成功したので、6チャンネルの入力切り替えが出来るように半田付けして製作済だ。

それを組み込む予定。

つづく

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