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February 10, 2008

デジタルアンプ制作過程その1

 てなわけで、デジタルアンプの制作過程その1です。

 まず、電子工作と言えば秋月電子。ネット上でステレオデジタルアンプキットと専用の超小型スイッチングAC電源アダプタを購入しました。
これです→1Wx2 ステレオ・デジタル・オーディオ・アンプ・キット

 出力は左右1Wずつですが、このアンプにはパソコンや携帯MP3プレイヤーを繋いで、ミニスピーカーでの再生をメインに想定しているので、そういった用途には十分と判断。ただ、ここで買った超小型の電源アダプタは結構凶悪なノイズを発生、アンプに接続すると同じ部屋のAMラジオに派手に雑音を入れてくれます。PCでの音楽再生でも曲の合間にやはりノイズを出します。黙らせるには金属ケースをしっかり作ってシールドを厳重にするとか、何らかの対策が必要なんでしょうね。もしかすると、普通サイズの奴のほうがノイズはあんまり出ないのかな?
(まあ、これはPCのUSBから電源を取れば問題無いので、今はこのアダプタはほとんど使ってません。)

 キットが届いたあたりで仕事があったので数日寝かせ(^^;、時間ができてから組み立て(半田付け)に入りました。説明書も丁寧だし、写真を参考にしながらパーツを半田付けするだけなので、電子工作超初心者の私でも1時間かからなかったです。
 コンデンサの極性(+-)に注意するくらいで、半田をショートさせないように適度に付けるいい練習になりました。
 このアンプキット自体の性能や組み立て方はこちらのページが詳しいです。→フィルタレスD級アンプ・キットの製作 (キットと初歩の電子工作 Kits and Kids)

 で、キットと言っても出来上がるのは一枚の基盤だけなので、これに音源からの信号入力とスピーカーへの出力のための結線をしなければなりません。また、折角なのでONOFFのスイッチとボリューム抵抗を付けたい。と、このあたりでどうせ作るなら外観を一般のオーディオアンプ風に作りたくなりました。

 ならば、そのためのカッコいいスイッチやボリュームのイカしたつまみをジャンクで売っているアンプとかから取ればいいだろうと、電子工作初心者の分際で近所のHARD OFFのジャンクコーナーでつまみやスイッチが一杯付いたレシーバー(アンプにFMチューナーが付いた奴ですね)を購入。700円だったかな?ジャンクも発光ダイオードやつまみ類が多かったりレシーバーのように内部の部品も多そうなのはやっぱり高いですね。

 家にジャンクのレシーバーを持ち帰ると早速、電動ドライバーで解体。とりあえずメインのボリューム抵抗、マイク用のボリューム抵抗、押しボタン式電源スイッチを摘出。押しボタンスイッチはまあ、プラスとマイナスの接点が二つしかないので、電気の通り道にこれを配置すればOKとわかりましたが、悩んだのがボリューム抵抗。
 
Vol01
レシーバーについていたメインのボリュームつまみ一式
同軸で音量と左右バランスが調整できるようになってます

 見れば接点が3つづつあり、それが二組。半日ほど悩んで二組あるのは電流の入り口と出口であることがわかりましたが、問題は3つの接点。ネットで調べても、あまりに馬鹿馬鹿しい常識問題なのか、はっきりと3つの接点について言及している記事がなかなか見つからない。

Vol_3mata
この三つの接点をどうつなげればいいのかに悩みまくる

 結局色々なページを読んでなんとなく、一つがGNDというマイナスの接点、残り二つがステレオになっている左右用のVcc(電源)というプラスの接点らしいことがわかりました。で、GNDは左右とも共通なので、一本で済み、結局接点が三つになるという…つまり、ステレオの場合、左右それぞれに独立したプラスが2本と共通のマイナスが1本の合計3本の線での配線が基本というわけですな。

 で、音声を入力するにはピンジャックか、ミニジャックなどの端子が必要なわけで、サイズ的にこのアンプは小さくまとめたかったし、ケーブルの抜き差しの際、ピンジャックだと結構力を入れて抜き差しするのでケースの補強をちゃんとしなければならず面倒なのでミニジャックに決定。現在全く使っていない何かのおまけで貰った名刺サイズのFMラジオをばらし、ステレオイヤホンジャックを摘出。こっちも3つの接点があり、これをそれぞれ然るべき配置でボリュームの3つの接点に繋げてやればよさそうです。
 で、ミニジャックの構造を検索ワードに探してとても分かり易い図があるページがヒット。真ん中あたりのステレオミニプラグ、ミニジャックの図ですが、ちゃんとL(+),R(+),共通(-)と書いてあります。最初からこのページがヒットしていればあんなに悩まなくてすんだのに…_| ̄|○

 それはともかく、やれありがたやと、参考にさせていただき、ボリュームのリード線の色(赤・白・導線剥き出し)を参考に左右とGNDを決めうちして接続。あとで音を出して逆なら半田付けしなおせばいいと、まあ、適当です。流石にメーカー製の基盤には組み立て作業用の番号は打ってあっても、どっちがLでどっちがRとか+とか-とか、そういうのはほとんど書いてありません。

 さらにボリュームとアンプキットの基盤のINの左右分を接続。基盤は左右のマイナスも独立しているので、ボリュームから出した片方を繋ぎ、あとはそこからもう一方のマイナスを橋渡しのように短い線で接続。

基盤のOUTからはこれまた壊れていた手持ちのスピーカーセレクターから摘出したワンタッチスピーカー端子(左右の赤黒合計4つの端子が付いた奴)に接続。このあたりで半田付けはかなり楽にがっちりとつけられるようになっていました。人間、必要に迫られるのが一番いい訓練になるという見本です。(笑

 とりあえずこの状態でミニジャックに安物のMP3プレイヤーを接続、スピーカー端子に自作スピーカーを接続して音だししてみました。ACアダプタを繋いだ時はもう緊張しましたが、すんなりと左右のスピーカーから音が出て、偶然にも左右の接続も正しいようです。左右バランス用のボリュームを動かすとちゃんと正しいほうが変化します。

 …が、ここで問題が一つ。音が異常に小さいんです。目一杯音量のほうのつまみを回してもイヤホンのスピーカーより多少ましといった程度。これでは使い物にならないので、もう一つレシーバーから摘出しておいた、マイク用のボリューム抵抗に付け替えてみました。こちらは左右のバランス調整用の抵抗はありませんが、十分な大きさの音で音量が変化します。

 メインボリュームのほうは、入力から来た信号を増幅してから使うんでしょうか・・・よくわかりませんが、とりあえず左右調整は諦め、マイク用のボリューム抵抗を使うことにしました。こっちのほうがサイズも小さいので、コンパクトにまとめたいという方向性にとってはありがたいものです。つまみも汚れていましたが、綺麗に拭いてみるとなかなか高級感があり、メインボリュームより大きさのバランスもほど良い感じ。

 てなわけで、ちゃんと音が出て、ボリュームも調整できることがわかったので、次はスイッチですが、このキットの基盤にSHUTDOWNという端子があり、これをショートさせると回路に電流がほとんど流れなくなり、スイッチを接続することでミュートボタンとして使えるようになります。一応、アンプ回路に限れば電源ボタンがわりにもなるのですが、それより重要なのが、回路に異常な電流が流れて保護回路が働き、音が出なくなった時に、これを使うことでリセットでき、音が再び出るようになる事です。(後に実際そういうトラブルに会うたびにこれで救われました)

 そんなわけでこのスイッチはミュート用として接続し、別に電源スイッチを付けるのも面倒なのでONOFFは電源ケーブルの抜き差しで…ということにしました。(後にVUもどきメーターを付けるのですが、これが制御できないので、結局このお手製アンプの電源スイッチにはならないのです(^^;))

Myamp0001
基本パーツをアルミ板でねじ止めして固定

 で、上の写真のように、1mmのアルミ板をメインに、各パーツを固定しました。
 前のほうに結構なスペースが開いていますが、実はこの時点で、諸問題を解決すべく色々インターネットで調べていた際にMKK
さんという方が作成しておられる松下開発研究というHPの「VUメータ(もどき)の製作」というページに遭遇し、あ、これいいかもと、電気工作初心者の分際で、無謀にもアンプにVUメータもどきを搭載しようと決意していたのでありました。(^-^;
(上記ページはトップページのみリンク許可ということを後で読みましたので、トップページのみにリンクを変更しました。メニューのotherから電子工作と進むと見つかります)

 
<その2に続く…予定>

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