Audio専用PCの構築

Audio専用PC

ファンレス、HDDレスなノートブックを安価に購入してAudio専用PCを構築した。
Windows 10 Home、Atom CPU、2GBMem、eMMC32GB(Cドライブ)、64GBのSDカードを仮想HDDとして利用(Dドライブ)。

不要なSWを全てアンインストール、ChromeとiTunesとMediaGoのみインストール。プリインストールSWで一番ウンコだったのはMc○feeのセキュリティSWだった。速攻でWindows Defenderへ切り替えた。
リモートデスクトップが使えるように設定してあるから、軽微なメンテナンスは手元の大型ノートPCで可能だ。リモートデスクトップでiTunesやMediaGoも手元で利用できる。

この3万円でおつりがくる環境はAudio専用PCとしては必要にして十分だ！
素晴らしい♪


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SONY USB DACアンプ 「UDA-1」を購入

UDA-1と自作ヘッドホンアンプ

JJは、全ての楽曲をiTunesへ取り込んで一元管理している。SONY製品との連携はMediaGoを使い、MediaGoはiTunesのライブラリを参照するように設定してある。iTunesからAirMac ExpressへAirPlayで飛ばして自作アンプへアナログ接続していた。

AirMac Expressからのアナログ出力は、なかなか良いと思う。
しかし、あんな小さな筐体に、電源回路、有線・無線LAN、USB回路（プリンタ出力のみかな？）、そしてDAC回路が詰まっている。
DACアンプを標榜した製品の音を聴きたくなり、ついポチっと「UDA-1」を購入してしまった。今流行のハイレゾ音源も体感したかったし。

過去：
①PC→AirMac Express→自作アンプ（アナログ接続）

現在：
②PC→AirMac Express→UDA-1（OPTICAL接続）→自作アンプ（アナログ接続） or UDA-1内蔵アンプ
③PC→UDA-1（USB接続）→自作アンプ（アナログ接続） or UDA-1内蔵アンプ

のように変化している。スピーカーで聴いた時の感覚的な音の良さは、

③（UDA-1内蔵アンプ）＞②（UDA-1内蔵アンプ）＞①と思う。

23W+23WのUDA-1内蔵アンプは、とても良い音に感じる。やっぱり数W程度の自作パワーアンプよりはちゃんとHiFiな音である（もちろん数Wアンプも、数Wなりの音の良さや味わいはある）。

ハイレゾは、③の場合にのみ聴くことができる。再生にはMediaGoを使う。
ハイレゾとローレゾの違いはJJにも分かった。ただし、音の良し悪しの違いは分からない。どっちも良い音だ。ハイレゾが薄口、ローレゾが濃い口みたいな違いだ。価格がローレゾの倍ぐらいする音源を買う必要性は感じなかった。

UDA-1のヘッドホン出力はオマケと思った方が良い。ヘッドホン出力に関しては、自作ヘッドホンアンプが数段良い音がする。上で言うと③（自作ヘッドホンアンプ）が最強だ。UDA-1のヘッドホン出力は薄っぺらくてのっぺりしている。

何はともあれ、AirMac ExpressのDACよりは性能が良いように感じる。
買って良かった。


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低電圧(単三電池x2の3V)なヘッドホンアンプの作成（★★★★お勧め）

単三電池２本のたった3Vで驚きの音がするので★を増量。

車載オーディオ用として活躍しているiPod Classicの音をヘッドホンで聞くとイマイチ感が半端なく、専用のヘッドホンアンプを作ることにした。
宿泊先でも手軽に聴けるように電池駆動を条件とする。電池は006Pだと普通過ぎて面白くないので、単三電池2本の3Vでディスクリートで作ってみた。

回路図

電源は+3Vの単電源だ。両電源を生成するのが面倒だった。。。
トランジスタは"UNISONIC TECHNOLOGIES CO.,LTD"の、2SC1815/2SA1015のセカンドソース品だ。トランジスタは、2SC2120/2SA950でも、洋物ならBC337/BC327でも何でも良い(ただし、定格と足の並びには注意)。

実装後

コンデンサや抵抗等はあり合わせの物を使ったので、一部種類が違っていたりｗ
出力コンデンサに、PCマザーボード用の超低ESRなんてものを使ってみたり。

完成形１

百均で買ったガラス瓶へ入れてみた。

別アングル

入出力は蓋へ取り付け。アルミじゃないから穴開けが楽だ～

基板裏は絶縁

電池の表面とショートしないよう、基板の裏面を制振シートを貼り付けて絶縁。

パーツレイアウト

※レイアウト図中の150k抵抗(2つ)は、20kが正しいです。

　ご指摘していただいたhiroさん、ありがとうございます。

3Vの電池駆動といってもアンプはアンプ、基本的な構成・複雑さは変わらないなぁ。

iPodのヘッドホンジャックからの音は、音の広がりが無く頭の中心で鳴ってる感じ。あと、霞が掛かったようなくぐもった音である。
iPodのドックコネクタからライン出力をこのアンプへ通した音は、あきらかに空間が広がり、霧が晴れたダイナミックな音である。

でもこれ、ポータブルなのだろうか。。。(笑)


※コメントにて±1.5Vの両電源にできないか？とありましたので、回路図を引いてみました。

±1.5V両電源版

実際に作ってはないので参考まで。
両電源は、低電圧駆動のオペアンプ＋トランジスタ(2SC2120/2SA950等)バッファで生成するのが良いかと思います。ローコストでいくなら抵抗分圧でもいいかな。


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シン・ゴジラ

公開週から２週連続で２回観た。また観たい。
Blu-rayの発売が待ち遠しい。

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やっぱり元に戻る

今まで散々ヘッドホンアンプも作ってきたが、やっぱりコレに戻ってしまった。
今は電源強化の魔改造してこんな姿にｗ

電源コン追加

まだパーツが揃ううちに、(魔改造しなくて済むよう)大きめの基板で予備を作っておくかな。


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【パーツ表を追加】TPA1517NEを使ったごく普通のパワーアンプを作成

素のままでもその音質の良さに定評があるTPA1517NEを使ったパワーアンプを作成した。素と言うことで、データシートに載ってる"Minimum Configuration"回路で作ってみた。若干の脚色はしてある。

回路図

電源に左右されやすいとのことで、電源用コンデンサを強化してある。突入電流防止回路はこれの流用。
あとは、SVRRと出力コンデンサを増やしただけで、ほぼデータシート通りの回路だ。
10pin～20pinはGNDと放熱の役割があるので、銅箔テープに取り付け(下の写真を参考)。

 実装後その１

 実装後その２

スカスカだｗ

下側の約半分は放熱領域。うっすらと銅箔テープが見えるだろう。

実装後の裏側

裏側を見て分かる通り、銅箔テープを広く貼り付けて10pin～20pinからの放熱を逃がしている。

パーツレイアウト

上部の青ベタ塗りは銅箔テープ。もちろん、RIN/LINの部分はカッターか何かで貼り付けた後に切り抜いておくこと。

アンプ部（2ch分）
パーツ	個数	備考	入手先
TPA1517NE	1	アンプIC	マルツ
10kΩ、1/2Wカーボン抵抗	1	一般品でOK	千石、秋月
0.1uF 積層セラミックコン	1	電源用。一般品でOK	千石、秋月
1uF 積層メタライズドフィルムコン	2	セラコン不可	秋月、千石
100uF/16V 電解コン	1	タンタルコンかOS-CON推奨	千石、秋月
1000uF/16V 電解コン	2	一般品でOK。東信UTWRZ等。好みでAudio用も	千石、秋月
6800uF/16V 電解コン	2	電源用。一般品でOK。東信UTES等	千石、秋月
ユニバーサル基板（片面ガラエポ）	1	秋月ユニバーサル基板Bタイプ等	秋月、千石
2Pブロックターミナル	1	電源±用	秋月、千石
3Pブロックターミナル	2	音声信号in/out用	秋月、千石
銅箔テープ	1	放熱＆GND用	千石

パーツ表

回路図や実装後の写真を見て分かる通り、外付けパーツが非常に少なく、とても簡単に作ることができる。

音に関しては、今さらながら「LM380非革命アンプ」と比べると、綺麗な音である。今さら…が低音に力がある野太い音、このアンプはクリアな音。
どちらが良いとも言えず、好みの問題であろう。
作りやすさで言えば、断然こちらの方が簡単だ。アッと言う間にできてしまった。

ICが１個で左右ステレオに対応し、音もそれなりに良い。パーツもマルツ(ICのみ)、秋月、千石で全部揃う。週末ポッカリ空いた１日で作るには楽しいアンプだ。


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【更新あり】NJM386(LM386)を使ったノイズレスなヘッドホンアンプ(★★★お勧め)

NJM386(LM386)は小出力なパワーアンプICであるが、ヘッドホンアンプに使えないか試してみた。Google先生へ聞いてみると、XX386でヘッドホンアンプを作ってもノイズがあってイマイチとの記事が多数。
ICだと作るのが楽なので、なんとかノイズレスなものが作れないかと考えてみた。

回路図

※出力抵抗を15Ωから4.7Ωへ変更。
出力抵抗をどこまで下げてノイズレスか試したところ、4.7Ωでも大丈夫なことが分かった。15Ωより明らかに音質は向上した。出力インピーダンスは低い方が良い。試しに出力抵抗レスにすると、やっぱりサーノイズが発生する。

LM380非革命アンプを応用してみた。負帰還量を増やして、出力に直列で15Ωの抵抗を入れてみる。XX386は電源に左右されやすいようなので、電源用コンデンサを大きめに、抵抗は金属被膜を使ってみた。電源にある0.1uは積セラ、その他の極性が無いコンデンサはフィルムコンである。10uはタンタルコンデンサを推奨する。

パーツレイアウト

簡単である。もし作る場合は、必ず現物合わせしてレイアウトすること。
特に0.1uフィルムコンは様々なサイズがあるから要注意。今回は積層フィルムを使ってある(Zobelフィルタは普通のポリエステルなフィルムコン)。

バラックで試聴中

その音はノイズ皆無。
繊細さには欠けるが、ダイナミックで押し出しが強い音である。小出力とは言ってもさすがパワーアンプだ。
このノイズが無いのが、電池駆動のせいなのか、ヘッドホンとの相性なのかは分からないが、少なくともJJの環境ではノイズレスだ。

なんだかスピーカーで聴いてるような感じなのが面白い。
部品点数も少なく、簡単ローコストなので、暇つぶしに作ってみても良いと思う。


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【完成その２。写真追加】一拍スイッチ、全体回路図

全体の回路図を示す。

一部キット使用。。。

SSRリレー部は、秋月のキットを使った。超コンパクトで便利だ。
一拍スイッチと常時点灯をSWで切り替えられるようにしてある。

正面から

右の大きな穴は、マイクへ音を通すためのもの。蓋をすると若干感度が落ちるから、少し調整する必要があるかもしれない。

切替SW付き

背面に切替SWを付けてある。読書する時は、常時オンに。

中の人

３次元立体実装だ。もし作りたいという奇特な方がいたら、もう少し大きなケースにした方が良いｗ


なかなか見栄えも良く仕上がった。中身は窮々だけど(笑)


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【完成】一拍スイッチ

一拍スイッチが完成した。
とりあえず完成写真。

中の人

ちょっとケースが小さすぎた。ギチギチ。
基板の縦長とケースの横幅がギリギリでヤバかった。

利用シーン

想像以上に便利だ。部屋が真っ暗な時、手拍子一つでランプが点灯する。
全体回路図は後ほど。


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一拍スイッチの実験

寝室のベッドサイドにあるランプを手拍子でオンできないか考えてみた。
秋月にキットがあるが、最長4秒しか導通しないし、マイコンとか分からないし、ここはアナログのディスクリートスクラッチで攻めたい。NJM2072なんて便利なICがあるし(IC使ってる時点でディスクリートでは無かったｗ)。

一拍の手拍子で10秒強ぐらいランプを光らせれば、その間にベッドへ入れる…そんな便利グッズを目標とする。

回路図

マイクで拾った音をレベル検出用 ICであるNJM2072へインプットし、そのアウトプットをトリガーとしてタイマーICであるLMC555で、一定時間電流を流す目論見である。

実験中

10kの可変抵抗器を回して、手拍子ぐらいの音で反応するように調整。
驚くほど上手く調整できた！
一拍手拍子でLEDが12秒ほど点灯する。このアウトプットをトリガーとして、SSRを使ってAC100Vを制御できそうだ。

パーツレイアウト

※カップリングコンの1uは無極性の電解コン。

コンパクトにできた。
今のところマイクはソケットに挿しているが、後日ケース入れしてケースの蓋に穴を空けて貼り付けてあげよう。


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【更新あり】今さらながら「LM380非革命アンプ」

こちらのページを参考に、「LM380非革命アンプ」を作成。
作者に感謝。

1ch分

突入電流緩和のため、電源部にリレーを使った遅延回路を組み込んである。
LM380は内側6ピンがグランド兼、放熱部となっているから銅箔テープで放熱してある。

実装後の表側

うっすらと銅箔テープが見えるのが分かるだろうか。

放熱部分

きったねーｗ
銅箔テープの粘着面は熱に弱いため、一度無水アルコールで基板裏側のフラックスを落として、極薄に塗ったエポキシ接着剤で貼り付けてある。その後、刷毛を使ってフラックスを再塗装。

パーツレイアウト

ただいまエージング中。
様子を見て、LM380の表面にも放熱器を貼り付けるか検討しよう。
今のところ、ダミーロードでかなり出力を上げても50度くらいだから問題なさそうだ。

以下、電源部(遅延回路)とケース内写真の追加(2016/07/02)。

遅延回路のレイアウト図 

図中で1000uとなってるコンデンサは、2200uの間違い。
この容量を大きくするほど遅延時間が長くなる。

ケース内写真

精神衛生上、LM380に放熱器を付けてみた。


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【最終形】1815&1015、終段10パラのヘッドホンアンプ（★★★★★★お勧め）

1815&1015、終段110パラシリーズの最終形を示す。

回路図

パーツレイアウト図

出力段は省略のため図では5パラになっているが、トランジスタと抵抗を左右10セット並べること。
秋月の「片面ガラス・ユニバーサル基板Aタイプ」が丁度良いサイズだ。

アンプ部（2ch分）
パーツ	個数	備考
2SC1815(GR)	4	Hfe:300以上が望ましい。差動入力用
2SC1815(GR)	20	Hfe:200程度。出力段用
2SC1815(Y)	4	Hfe:100～170程度。定電流用
2SC1015(GR)	2	Hfe:300以上が望ましい。二段目エミッタフォロア
2SC1015(GR)	20	Hfe:200程度。出力段用
1SS178	4
赤色LED 3mm	2	Vf:1.8V～1.85V(5mA)が望ましい
100Ω多回転半固定ボリューム	2
4.7Ω、1/4Wカーボン抵抗	40	一般品でOK
220Ω、1/4Wカーボン抵抗	4	一般品でOK
510Ω、1/4Wカーボン抵抗	2	一般品でOK
1.6kΩ、1/4Wカーボン抵抗	2	一般品でOK
4.3kΩ、1/4Wカーボン抵抗	2	一般品でOK
3.3kΩ、1/4W金属被膜抵抗抵抗	2	一般品でOK。負帰還の接地抵抗
10kΩ、1/4W金属被膜抵抗抵抗	4	一般品でOK。負帰還抵抗、入力接地抵抗
100u/6.3V日本ケミコンKME。両極性	4	日本ケミコンKMEを指定。フィルムコンに劣らない
3.3pマイカ	2	セラコン不可
100pマイカ	2	スチコン、フィルムでも可。セラコン不可
0.1u積セラ	4	一般品でOK
100u/16V東信UTES電解	4	一般品でOK
6800u/16V東信UTES電解	4	一般品でOK
10k Aカーブ 2連ボリューム	1	好みなものを

パーツ表

2SC1815と2SA1015の実力を改めて知ることになる良いヘッドホンアンプだ。
たどり着いた先は、このアンプかもしれない。

ヘッドホンアンプはもう当分打ち止め、次はパワーアンプでも作ってみよう。


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【訂正】1815&1015、終段10パラのヘッドホンアンプの特性

前稿の「1815&1015、終段10パラのヘッドホンアンプ」をRMAAを使って特性を調べてみた。

前記事で位相補償用コンデンサを、セラミックコンデンサ（温度補償特性）から、マイカコンかスチコンへ変更した。
変更後のRMAAの結果はほとんど変わってないが（むしろ変更前の方が数値的には良い）、しかし音は全く違う。

※以下の測定結果は、セラミックコンデンサ（温度補償特性）のまま差し替えてない。

先ずはSummary

ノイズレベルとダイナミックレンジ、IMDにVery goodが入りましたー。
あと、クロストークにExcellentもらいましたー。

ノイズレベル

白が測定に使ったUSBオーディオ、緑が10パラである。10パラの方がノイズレベルが低い。。。50Hzの山はトランス電源からのノイズと思うが、-100dBレベルだから無問題だろう。

ダイナミックレンジ

ダイナミックレンジもUSBオーディオからほとんど劣化していない。
ノイズレベルもダイナミックレンジも数字的には1dBほど良い結果となっている。

2SC1815と2SA1015、まだまだ現役だ。侮れない。
そして、温度補償特性の積層セラミックコンデンサが使えそうことが分かった。マイカコンが高価なためこれは大きい収穫だ。

やっぱり位相補償用コンデンサは、マイカかスチコンが良い。
温度補償特性の積層セラミックコンデンサは、低域の音が変だ。決して低域が出てないことは無いしノイズも皆無だが、フワフワしてるというか、不安な音だ。
温度補償特性の積層セラミックコンデンサは、電気特性的にはとても良いらしいが、アンプの音声信号が通る箇所にはやっぱり禁じ手だと思う。

3.3pと100pをマイカ（100pはスチコンかフィルムでも良い）へ変更したら、正しい音へなった。


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【訂正】1815&1015、終段10パラのヘッドホンアンプ

徐々に色んなトランジスタが入手困難になってきている。
そんな中で2SC1815と2SA1015は入手性が良く、UNISONIC TECHNOLOGIES社からセカンドソースも出ている。東芝がディスコンにしても、当分は生き残るであろう。
あと、高価なマイカコンやスチコンも、そう長生きはしないだろう。代替となると、フィルムコンになるのだが、数ピコ単位のものは存在しない。ここは、温度補償特性の積層セラミックコンデンサを試してみよう。
これらのパーツで良いものができれば、まだまだ当分ディスクリートなアンプ作成を趣味にできる。

1815&1015の10パラだ！

※位相補償用のコンデンサ、3.3pと100pを変更。

ごく普通の差動入力＋エミッタフォロアに、終段を1815&1015の10パラにした、オール1815&1015なヘッドホンアンプだ。

壮観だ

別アングル

結構大きい

ファーストインプレッションはとても良い。
しばらく常用して継続評価してみよう。

位相補償用のコンデンサは、やっぱりセラミックコンデンサはNGだ。温度補償特性であっても。
音声信号を通る箇所にセラミックコンデンサは止めた方が良い。


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【更新】DAC付きヘッドホンアンプの作成

とりま。

回路図

ライン入力とUSB(DAC)入力の両方に対応してある。
DACはUSBを挿した時だけ通電する。

音出し中(笑)

ちゃんとしたケースに入れないと！

３つのモジュール

左から電源部、DAC部、ヘッドホンアンプ部。

ケース内レイアウト

やっぱり青だろう

PCとリンクすると青LEDが光る仕組み。

USB/Micro-B

四角い穴は苦手だ。。。

親亀子亀

ライン入力時は青光らない。
コンパクトかつ綺麗に出来た。


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【解決？】単電源から３つの電源を生成。でもこれで合ってるの？

もうこれでいいや(笑)

単純だった

要するにダイオードのVfを使って1V弱の電圧降下させる。
実測で+5.3Vになった。この先に繋げるDACの定格が+6Vだから問題無いだろう。


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