【1bit】シャープの1ビットデジタルサウンドをヘッドホンでも楽しもう!

えっと、タイトルはこんな風になってますが、実際には「看板に偽りあり」で(笑)一般的なBTLアンプにヘッドホンを繋ぐ方法です。

よく市販のアンプ(特にサンスイのアンプ等)でも用いられてるトランスを使った方法です。

参考にさせていただいた(というかそのまま同じ仕様で作りました)サイトさんはこちらです。

「電子機器を作る」http://homepage2.nifty.com/naisudac/BTL-HEAD/BTL-HED.htm

せっかく作った単体1ビットアンプ。その音を深夜ヘッドホンでも楽しみたいと思うのは人情です。

最初はシャープが出していた1ビットヘッドホン機器であるMDプレーヤーを改造して…と思っていたのですが、すべてが内蔵されたオールインワンチップ、しかもチップの仕様は全く判らずということであえなく敗退。自作レベルでどうにかなるものではありませんでした。

シャープの1ビットミニコンポのヘッドホン端子はヘボい別回路になっており、本来の1ビットサウンドをヘッドホンで味わうことは出来ません。

今回、1ビットアンプを単体化したのをきっかけにスピーカー端子にヘッドホンを繋ぐアダプタを作ろうと思いました。

一般的なBTL方式のアンプには使えますので、普通にシャープの1ビットミニコンポのスピーカー端子に繋いでもOKです。

回路図などは前述のサイト様の記事をご覧下さい。

今回は参考サイト様と全く同じ、600Ω-8Ωの東栄変成器のオーディオトランスを使用しました(東栄変成器さんは代引きによる地方発送もやってくれますので電話でお問い合わせ下さい)。サンスイトランス(橋本電気)のST-45やST-48あたりは入手性も良いのでこちらもお勧めです。今回はちょっとでもコアサイズが大きい方が良いかなと思って東栄トランスを使いました。

あとは私が使用するヘッドホンはステレオ標準プラグのものが多いので、ステレオ標準ジャック仕様にしました。

構造はむちゃくちゃ単純なので組み立てに難しい所は無いと思います。

フロントはステレオ標準ジャック仕様。

リヤは陸軍ターミナル。ここにアンプからの出力を繋ぎます。

使用してみましたら申し分の無いクリアな1ビットサウンドがヘッドホンから聞こえてきました。純正のヘッドホン端子とは雲泥の差です。1ビットアンプやその他のBTLアンプをヘッドホンでも聴きたい方にはお勧めの工作です。

【1bit】シャープの1ビットデジタルアンプをクロックアップ改造する(その2)

いつものお断りですが改造行為は自己責任でお願いします。当方ではいかなる責任も負いかねます。

前回の続きです。

今回のクロックアップにあたり、汎用ロジックICを使ってクロック生成回路を作りました。

PICでやる手もあるのですが、基本的な回路なので普通にユニバーサル基板上に組みました。

回路図と部品表は以下の通りになります。(回路図はクリックで拡大します)。

普通にパーツ屋さんで簡単に手に入るクリスタルオシレーターは48MHzくらいまでなので、今回はそれを74HC74を使い2分周(24MHz)および4分周(12MHz)して74HC157で切り替えます。電源は両IC共5Vを使います。5VはSD-CX8のパワーアンプモジュールに来ているためそこから取ります。

74HC157の7,9,12ピンはオープンでOKです。

トグルスイッチで24MHz(サンプリング周波数6.0MHz)と12MHz(サンプリング周波数3.0MHz)を切り替えます。

つまり純正のサンプリング周波数2.8MHzと5.6MHzを若干ですが超えようという訳です。

ただし、純正のサンプリング周波数2.8MHzと5.6MHzというのはおそらくCDのサンプリング周波数44.1KHzを基準にその逓倍で決めてあると思われるので何がしかの不具合が出ることも考えられますが、いかんせんIX0498AWのチップ仕様が判りませんので、今回のクロックアップは確実な音質向上狙いと言うよりは多分に実験的要素が強いと言う事だけは含み置き下さいませ。

部品は手持ち以外は秋月電子で揃えました。

基板が完成したらまずは単体テストです。外部5V電源を用意して動作確認します。


クロック12MHzの出力確認。


クロック24MHzの出力も確認。正常に動作しているようです。


出力のクロックをアンプモジュールのどこに繋ぐかを説明します。


アンプモジュールの基板からクリスタルオシレーターとクリスタルオシレーターの両足からGNDパターンに繋がっている2個のチップコンデンサを撤去します。(赤丸の部分)


撤去後、クリスタルオシレータの付いていた場所にクロック生成基板からの出力を繋ぎます。ここで2本の足のどちらに繋ぐかという事になるのですが、実はぶっちゃけ現時点でどっちが正解なのか判りません。もう少しIX0498AWチップの解析を進めないと正確なところがわからないというのが正直な所です。なので今回は片方ずつ繋いで音が出るか実験してみました(^^;。その結果どちらの足のあったところに繋いでもちゃんと音が出ました。なので今回は基板裏、写真の方向から見て右側に接続しました。

パワーアンプモジュールの上にクロック生成基板を子亀のように載せて組み込みます。

フロントパネルにはクロック切り替えスイッチを追加。以上で作業は終了です。


早速試聴してみます。なんと演奏中にクロック切り替えスイッチを操作しても全くノイズが出ません。ですが、一応安全策を取って切り替えはアンプの電源をOFFにしてから行いました。同時に電解コンデンサの交換も行いそのエージングも済んでいませんので少し出音が硬い感じもあるのですが、切り替えて一番違いがわかったのが女性ボーカルの厚みとシンバルやハイハットの響きやキレが違うこと。6.0MHzモードはやはりなめらかです。これから聴き込んでいけばもっと差が出てくるのかも知れませんが、SD-CX8の6.0MHz駆動は唯一無二。しばらくは音楽を楽しみたいと思います。

これからの展開として機会があればもっと多くの1ビットアンプを入手して回路を追ってみることが正確な単体化やクロックアップ改造に繋がっていくと思いますので今後も1ビットアンプには注目していきたいと思っています。

しかし、今も音楽を聴きながらこれを書いていますが、SD-CX8ってミニコンポ、それも実売は29,800円程度の機種だったのに、この音は素晴らしいです。一体この1ビットΔΣデジタルアンプってどれだけのポテンシャルを持ってるのか、まさに驚愕です。

とりあえず確実な高音質化というより実験的要素の強いものでしたが、SD-CX8パワーアンプモジュールのクロックアップ改造の結果発表でした。

【1bit】シャープの1ビットデジタルアンプをクロックアップ改造する(その1)

またまた連載企画です。

先日、シャープの1ビットデジタルアンプを搭載したミニコンポ「SD-CX8」のパワーアンプモジュールを取り出して単体アンプ化した記事を掲載致しました。

今現在、すっかり常用アンプとなりまして1ビットサウンドを楽しんでおります。

残念ながらそれ程の反響は無かったのですが、それでもいくつかの拍手やコメントをいただき、まだまだ根強い人気があることを再認識しました。

今回はその後日談です。


シャープの1ビットデジタルアンプを搭載したミニコンポには大きく分けて2種類があります。サンプリング周波数が2.8MHzと5.6MHzのものです(ミニコンポではなくハイエンド機などにはサンプリング周波数11.2MHzのものが存在しており、シャープが発売した1ビットアンプのサンプリング周波数はこれが最高値です)。理論的にはサンプリング周波数が高いほど高速サンプリングとなりますので、音質的には有利なハズなのですが、シャープの1ビットアンプの愛好家の中には2.8MHzの方が何となく音が良いように感じるという方が結構いらっしゃいます。

ある時、アンプモジュールを眺めていてふとあることに気がつきました。


これは前回単体アンプ化したSD-CX8(サンプリング周波数2.8MHz機)のパワーアンプモジュールの中身です。


こちらはSD-CX8よりも後の世代のSD-GX1(サンプリング周波数5.6MHz機)のパワーアンプモジュールの中身です。

基板設計自体が相当シンプルになっており、電解コンデンサーの数なんて劇的に少なくなってます。

この2つの基板を見比べていたのですが…。



上が2.8MHz機のSD-CX8,下が5.6MHz機のSD-GX1です。1ビットアンプの心臓部であるチップは両方とも同じシャープのカスタムチップ、「IX0498AW」です。

基準クロックを生成するクリスタルオシレータが違うくらいで基板レイアウト等も非常に良く似ています。

2.8MHz機は11.2MHzのオシレータでサンプリング周波数2.8MHz、5.6MHz機は22.579MHzのオシレータでサンプリング周波数5.6MHzです。

つまり両方とも基準クロックの約0.248倍がサンプリング周波数ということになります。

「これって2.8MHz機に5.6MHz機に付いてるクリスタルオシレータがポン付け出来るんじゃ?。そしたら2.8MHz機を5.6MHz機にすることが出来るんじゃないの?」

「IX0498AW」のデータシート(仕様)が公開されていない以上推測でしかありませんが…。


シャープの1ビットオーディオが販売されていた頃、福岡の吉田苑さんというオーディオショップがクロックアップ改造したモデルをオリジナルモデルとして数種類販売していました。あくまで憶測ではあるのですが、普通に考えてシャープの非公式のサポートが無ければメーカー機の改造機を独自開発して大っぴらに販売出来ないだろうと当時思っていました。

そして何よりも過去に改造機が存在したその事実が「1ビットアンプはクロックアップが可能である」という証明に他なりません。


そう思っていた矢先、単体1ビットアンプの製作時にお世話になった「高速化事業部」の管理人、りょうさんから連絡を頂き、どうも同じ事を考えていたようで、「予備モジュールの確保は簡単だし、やってみるのも面白いんじゃない?」と言う事で「1ビットアンプのクロックアップ」にチャレンジしてみることにしました。

とはいえ、格差社会の下の方にいる私にとって、2.8MHz機はともかく5.6MHz機はジャンクでもちょっとお高いので(つったって、数千円なんですが(笑))、予備として確保してる枚数の少ない5.6MHz機の基盤からクリスタルを取り外すのはいささか躊躇してしまいます。この後、5.6MHz機のモジュールでも単体アンプ化をやって見ようと思っているので貴重な基盤を…ぐおおおおお(^^;

それに22.579MHzなんてクリスタルオシレータ、部品屋さんに普通に売っていません。

…なので、市販のオシレータを使ってクロックアップ改造をやってみることにしました。それもクロックアップ改造の効果が判るように切り替え式で。しかも出来れば本家を多少でも超えるサンプリング周波数で。

「そう、シャープと言えばX68000!、X68000と言えばクロックアップ改造!、そもそも1ビットアンプの発想そのものがX68000感覚じゃないか!。シャープ機は昔からクロックアップしてナンボだぜ!」と言う訳です。


という訳でまずは準備から。今回のクロックアップは前回の単体アンプ化と同じ、2.8MHz機であるSD-CX8のパワーアンプモジュールを使います。

前回単体1ビットアンプを作った時から気になっていた部分、電解コンデンサーの張り替えを行いました。

純正は「JAMICON」という台湾のメーカーと「SAMXON」という香港のメーカーの物が使われているので、これをオーディオ用ニチコンのFine Gold,松下のOS-CON,チョークコイル周辺はサイズの関係でルビコンと全部国産メーカー品に交換しました。私の駄耳では音質への影響なんてわかんないんでしょうけど、安心感を得ると言う事で。

準備が出来たところで次回からクロックアップ改造に着手してみたいと思います。

またしばらく連載みたいな格好になりますが、興味のある方はよろしくお付き合い下さいませ。では。


追記の余談です。

SD-CX8のアンプユニットは放熱板やパワートランジスタに放熱グリスが塗ってありますが、分解したときに拭き取る場合はドラッグストアで売ってる「イソプロピルアルコール」できれいに落とすことが出来ます。パソコンショップなどで売ってるグリスクリーナーも主成分はイソプロピルアルコールなので、ドラッグストアで買う方がお得です。

組み立ての際はパソコン用の普通の安い放熱グリスで充分です。お徳用が良いと思いますが、この手のグリスはチューブの中で油とグリスが分離してる場合がありますので、一度紙の上か何かに出して混ぜると良いです。絶縁性なので基板に多少垂れても問題ありませんが、なるべくきれいに塗りましょう。

【1bit】シャープのミニコンポを単体1ビットΔΣデジタルアンプに改造する【その5】

【ケースに実装する】


組み立て中。この後悲劇が(笑)。

一通り完成しましたのでケースに組み込みます。

アンプモジュールは元々コンポに付いていたときには縦に実装されていたので、それ用の取り付け金具もあり楽なのですが、それだと高さのあるケースを用意しなくてはいけません。けど高さのあるケースって高いんですよね。アンプとしての見栄えもどうかなと思うし。なので今回は市販のL型アングルの小さいのを加工して横に取り付けることにしました。

使用したのは今回もタカチ電機工業のアルミサッシケース、SLシリーズです。


100V周りは特に怖いのでしっかりハンダ付け&熱収縮チューブでガードです。


どんどん取り付けていきます。


いよいよ組み立て完了して、配線を何度も確認して、いよいよスイッチオン!。…音が鳴らない?。

すぐに「パチッ!パチッ」という音と共にアンプモジュールから盛大な煙が…。やっちまった!!慌ててテーブルタップの電源を切りました。

でもなんで?。原因はこれ↓でした。


2つが連結したタイプの陸軍ターミナル。カッコイイので今回初めて使ってみたのですが…。

これ、ケースの穴開け加工後に付属の絶縁ワッシャーで挟んで取り付けるタイプのものなのですが、初めて使う私のケースの加工の仕方が悪くて端子がケースに触れてGNDに落ちた状態になっていたんです。BTLアンプにとってこれは御法度。あえなくパワートランジスタ付近から煙を吐いてお亡くなりになりました。

ちょっとした加工ミスが命取りです。怖いですね。

すぐさま予備機として確保していたもう一台のSD-CX8をバラしてコネクタを付け替え準備。


気を取り直して再度組み込み。今度は昔からあるプラスチックで両側から完全に挟むタイプの陸軍ターミナルを手持ちで持っていたのでそれを使いました。

アンプモジュールはパソコンパーツ屋さんで売っている放熱テープを放熱板に貼り付け、ケースの底板にくっつけて放熱するように取り付けました。

上の写真のように組み込んで再度配線を確認して電源オン。見事綺麗な音で鳴り始めました。完成~!



フロントビューです。ボリュームつまみはバランス的にもう少し大きいのにしたいのですが、アルミの大きいツマミってあまり売ってない上にあっても2~3,000円と高いんですよね。


シャープの1ビットアンプシリーズの象徴、青く輝くΔΣのロゴマークもSD-CX8から切取って再現しました(切り口の仕上げが汚いのは勘弁して下さい。こういう加工はあまり得意では無いんです)。開発メーカーに敬意を表してシャープのロゴマークも装備…あれっ(^^;。

しかし最近は輝度の低い青色LEDあんまり売って無くて適当なの買ったら眩しい眩しい(笑)。もうちょっと輝度の低いヤツか、オリジナルの機体から外して取り替えようと思います。


もう一つの1ピットロゴもちゃんと移植。


リアビューは毎度おなじみACインレット仕様にしてすっきりしました。陸軍ターミナルが若干ズレてるのはご愛敬ということで(笑)。しかし位置決めしてちゃんとセンターポンチ打ってから穴開けてるのになんでズレるかなぁ?←単にヘタクソ。



今後考えてる事として、このアンプモジュールの中の電解コンデンサーがちょっと気になりまして…。次回はこれもオーディオ用に取り替えてみようかなと。SD-CX8は2003年のモデルでもう12年経ってますから取り替えておくのもいいかなと思っています。



と言う訳で無事完成です!。電源を強化したこと、プリアンプの変更などでSD-CX8実機よりさらに締まってメリハリのある音になりました。昨今のデジタルアンプ群と比べても全く引けを取りません。というよりこの独特の個性ある音は他に代わるデジタルアンプが無いです。確かに低音はズンズン出るタイプではありませんから、いわゆるドンシャリ音が好きな方とかそういうジャンルの音楽には全く合わないですけど、そうでなければこれだけ良い音のアンプはそう無いと思います。

やっと長年構想していたシャープの1ビットΔΣデジタルアンプの単体化構想が実現しました。いつか「N MODE」の1ピットアンプを手に入れることが出来る日まで大切に使っていこうと思います。

これにて「高速化事業部」さんとのコラボ企画、「シャープのミニコンポを単体1ビットΔΣデジタルアンプに改造する」。「がらくた文書工房」版、完成です。長い記事でしたが読んでいただいた方、ありがとうございました。

さて、「高速化事業部」さんは一体どんなアンプ仕上げてくるんでしょうか?。管理人のりょうさん、お待ちしてますよ!。

【1bit】シャープのミニコンポを単体1ビットΔΣデジタルアンプに改造する【その4】

【ミューティング回路の製作】

先達の方々のお知恵ばかり拝借しておりますが、1ビットアンプモジュールは電源ON・OFF時にかなりのポップノイズが出るそうです。

なのでミューティング回路を作ります。

ここで大切な注意点があります。それは…

【このアンプモジュールはBTLアンプです】

ということです。

なので普通のアンプの様にスピーカーのマイナス端子を共通化したり、ましてやGNDに落とすなどしてはいけません。

この点をうっかり見落として、あわや私はドツボにハマりかけました。…てかちゃんと真剣にオリジナルの回路追っていればすぐわかることなんですが(^^;。

まあ、デジタルアンプって殆どがBTL接続ですけどね。

回路図は以下の通りです。(クリックで拡大します)



タイマーIC555を使ったミューティング回路です。回路図の上に元回路と書いてあるのはオリジナルの回路では0.22µFを直列に入れた後に1Wの酸化金属抵抗が入っているのですが、特に意味は無いようなので実際に作るときには0.1µF1個に置き換えました、という意味です。回路図上はオリジナルの回路と同じにしてあります。実際問題ありませんでした。

ちなみにオリジナル↓

電源OFF後、瞬時に切れないといけないのでトランス直後からAC12Vを貰ってきて最低限の平滑をして電源としています。リレーは回路図上ではC接点になってますが、単純なON・OFFで良いので私は音響用でミューティング用には定評があるパナソニックのALA2F12(2回路a接点)を左右独立の2個で使いました。(以前音の出ないオンキョーのミニコンポを修理したときに買ったものが手持ちとしてあったってだけなんですが)。

以上でシャープのミニコンポ改造1ビットΔΣ単体デジタルアンプの完成です。

さっそくテストしてみます。いつものごとく板に木ネジで止めて仮配線をしてドキドキの電源ON。


やった~!無事音が出ました!。まさにいつもの1ビットアンプの澄んだ音です。アンプゲインも申し分なし。ミューティング回路もちゃんと仕事してます。いやぁ、いい音だぁ、大満足!。テストなのでぶっ飛んでも良いジャンクのスピーカーに繋ぎましたが、思わず聴き惚れてしまって早く本チャンのスピーカーに繋ぎたい衝動に駆られることしきり。

そのまましばらく動作させましたが、心配した7806の発熱も問題なし。一番発熱するのはやはりアンプモジュールで、小音量でも付けられてる放熱板(写真でアンプモジュールの上に付いているもの。パソコンのCPUクーラーと同じように放熱グリスを塗りたくって取り付けられているのでこの部品を外して使ってはダメです。)は結構熱くなりますので、ケース実装の際はこのあたりの放熱に気をつける必要があります。


思わず祝杯!ということでハイオク1本!。つまみはこの間サントリーの阿蘇熊本工場へ行ったときに買ってきた工場限定おつまみ(美味い!)と山口県民にはおなじみ、プリプリした歯ごたえが特徴の宇部かまぼこのちくわです。長年の念願が叶って単体アンプ化成功!嬉しすぎます。

次回、ケース実装を行って1ビットアンプ単体化完成!としたいと思います。

…が、ここで私はやらかしてしまうんですね。詳しくは次回に。ではまた。

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缶コーラ

Author:缶コーラ
山口県在住。ローカルなネタを含めて
何でもアリで書いていきたいと思います。

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