SSM2019でプリアンプを作る

 

現在オンキョーのネットワークレシーバーに業務用パワーアンプSー150mk2を接続している。このパワーアンプは非常に素晴らしい。コストパフォーマンスでは最高ではないのかと思われる。だがパワーアンプのボリュームとは全く不便なもので、左右別だ。一気に音量を上げたり下げたりできない。しかも業務用だから本来はミキサーで左右のバランス調整とかするので、アバウトなクリックつきのボリュームだ。業務用としてはこちらの方が実は便利なのだが、家庭用としては如何ともしがたい。それではパワーアンプのボリュームをほぼ最大にして、高級なオーディオ用ボリュームを間に入れればいいのかといえば、芸がないし、ボリュームにボリュームを重ねるというのは、インピーダンス（交流が電線を通る時の通り難さを抵抗値で表したもの・逆はインダクタンス、通りやすさを表す）のマッチングが微妙になる。プリアンプが中間に欲しい。ボリュームで絞った音を、大きくしてパワーアンプに流したい。その際に程よいインピーダンスマッチングであればさらに良い。で、いろいろ調べたのだがプリアンプというものは、そもそもが絶滅危惧種だ。ましてやラインアンプというのは業務用を抜かすと存在しないようなものだ。あるのは超高級品。業務用のパワーアンプなのでDJミキサーという組み合わせも考えたがそれでも14万はする。やすいものだと4万程度でもDCアダプターを使う、情けないものしかない。

真面目に作るしかないと考えたら、このアナログデバイス社製のSSM2019が程よいお値段で、抜群の低ノイズと1200kHzまでフラットな周波数特性、抵抗一個付けただけで作動するという、5Vから18Vで作動、願ったり叶ったりである。

 

 

ということでその最低限で作ってみました。内部ケーブルにベルデンの88760なんか使っていますね。

さて何が起きたか。まず肝心要のボリュームが全く効かない。おまけに音が割れる。さてどうしたことか。ただ弱音でただならぬ音が出てくる。こいつの実力を引き出していないというのは確かだ。

考えられるのはボリュームが壊れているか、やっぱりもう少し回路が必要。さてどちらかかということでかなり試行錯誤します。この間、もう配線の仕方を練習しまくっています。

 

 

さて東京音電波の2CP601 A10Kです。こいつが壊れてしまったのかとまず疑いました。データーシートの小さい文字を見て愕然とします。なになに「ハンダゴテの温度は350度で3秒以下、2回まで」、一応熱に弱いというのは知っていたので、ピンセット2本で挟んで熱を逃がしたりしていたのだが、配線間違いがあったりして2回以上はやっているよ。

ということで、まずボリュームを交換します。しかし結果は同じです。しかも壊れたと思っていたボリュームも、さらに気を使って配線したボリュームも、テスターで計ると生きているんですね。

さてさて、それでは回路がおかしいということになります。もう一度SSM2019のデーターシートを見ますと、入力抵抗値が60dBで、5．3MΩ。これはどう考えればいいのか。つまり5．3MΩの抵抗の前に10キロΩの抵抗を置いたとしても誤差ということなのです。ということで最低でもデーターシートにあった何らかの回路が必要です。

なお内部配線はベルデンの1503に変えています。理由は88760は硬いんです。小さな躯体ではどうしようもなくめんどくさかった。その上線が太くて基板に合わないわけです。1503でも硬い。 

 

ということで回路を探しました。自分で設計しろよと言われるかもしれませんが、まあ探してみます。するとローランドが一般公開している回路図があります。実はこの回路2種類ありまして、2004年バージョンがわかりやすくていい。2011年バージョンは増幅度合いを変えたりする部分があります。ただやっぱりマイクアンプです。単純な増幅用の回路は見当たりません。とりあえずゲインを決定する抵抗値を変えればいいだけですし、まずは作ってみます。とはいっても、2．4ミリ幅の基板で組んでゆくのはなかなかめんどくさい。0．55ミリの銅単線を2本づつ使って組んで行きます。普通の細い線が束ねられたやつだと、先がほつれてショートしそうになるのです。確実なのですが、長さの調整がめんどくさい。だいたい組み上げる時間の半分はここに費やされてしまった。たまにメッキの関係か穴が1．1ミリ以下のところがあったりするし、引っ張ると伸びるし、押すと潰れるし、かといってハンダで熱をかけると硬くもろくなるし、プリアンプを作っているのか銅の物性を研究しているのか、よくわからなかった。

ゲインを決定する抵抗値は、回路では40dBの100Ωとなっていますが、ここでは21dBの1kΩにしています。あとローランドの回路では電池作動を考えているので、多分電圧安定のためと思うのですが15Ωの抵抗が電源部に入っています。そこは外しました。でもなぜかダイオードを電源部に入れました。理由は間違って組み立てた場合の保険です。多分15Ωの抵抗とダイオードは普通の電源で入らないと思うので外します。

さておっかないので東京音電波のボリュームはやめて一個100円のボリュームでテストします。なおこの一個100円と東京音電波のボリュームは天と地の差がありました。

一番最初に聞いた音は、衝撃的にヘボかった。あの割れた音の中にある弱音の美点が全くない。全てがこもった音になる。どうも入力にある電解コンデンサーが問題なようだ。一応オーディオ用の高級品なのだが、なんなんだとなって、3日間電源入れっぱなし。あとはできるだけ音量を大きく聞くこと。これでかなり落ちついた。

だが何かおかしい。

 

 

そこでコンデンサーを飛ばした。回路的にハイパスフィルターに成ってもいた。ただ計算すると1Hzなので全く問題がないのだが、なにかここがおかしい。直結はコンデンサーのすぐ次にある抵抗に繋げればいいだけだ。すると恐ろしい音が出てきた。全音域でフルパワーなのだ。弱音から全て細かく聞こえるだけでない、素晴らしくフラットでパワーアンプと直結の延長線上に、一音一音がクッキリしてくるのだ。そして低音の飛び出し方がとんでもない。

ただこのままでは非常に窮屈なのだ。録音の差が結構キツく出てしまう。おまけにレフトがなんか出力が弱い。このバランスではあまり意味がない。少し曖昧さが欲しい。さてどうするか。

アナログデバイスの参考回路では電解コンデンサーもしくはタンタルコンデンサーとなっている。ケチって電解コンデンサーを25Vにしたのが原因のように思える。一応電解コンデンサーの電圧を大きいのにしてもいいかと思ったが、電解コンデンサーの味を見極めるのならいいが、回路がデカくなるのだけは避けたい。

 

 

タンタルコンデンサーにしてみました。なおここからローランドの回路を真面目に作っています。電池駆動も考えています。とはいえ抵抗は全部1／4Wの金属皮膜抵抗でいいんじゃないのかと思っています。ただ最初に始めた時点で気が触れていたようなものなので、かなりなオーバースペックになっています。絶対出力段の抵抗に1Wの酸化皮膜抵抗はないよなと、多分誰もが思うでしょうね。その上アースにDALEを使うってバカだよ。

まあ世間体というのがありまして、その辺はけっこうややこしい。多分過剰意識だろう。抵抗を小さくできればもう少し小さく作れる回路である。まともな方は1／4Wの金属皮膜で作ってください。

なにか配線技術が上がっているように感じるでしょう？でもマジで悲惨。ねじって曲げて、ラジオペンチとニッパの威力はまざまざと感じますね。なおこの基板では、一応コンデンサーが入らないセッティングができるよう、冗長部分を作りました。それでも段取りの悪さで、後ろはけっこう汚い感じになっています。0．55ミリの銅線ってスバラシイと言い始めています。

さてせっかく冗長部分を作ったのに、もういいや、となりました。タンタルコンデンサーで決まりです。欲しい音になりました。このデバイスの角を矯めることもなく、そのままに近い音になりました。おまけに左右のバランスも治りました。

 

 

結論です。あのローランドの回路に何も悪いところはありません。タンタルコンデンサーにしてたら、最初っからいい音。ただもう少し時間が経てばもっと良くなる。その時間は、電解コンデンサーでは3日だったのが3時間になる。エイジングという言葉はなんなんかという応答の早さです。そして電解コンデンサーと直結の中間を手に入れました。まあどちらかといえば直結に近いです。左右のバランス等も安定しました。

出力段のアース抵抗の47kΩを外すとかそういった実験はしませんでしたが、入力段のコンデンサーは、プリアンプとして使うならなくてもいい。これは間違いがないが、安定というところでは問題がありました。でも音でいうならタンタルコンデンサーで入れるべきでしょう。音質はほんの少しマイルドになります。ドンシャリではありません。恐ろしくフラットです。

でも何か変な音です。というのはこのデバイスの仕組みのようです。中に3段の回路が組み込まれています。初段は単純な増幅、2段目で電流を電圧に変換します。3段目で電圧を増幅します。ということでこのデバイスから出る音は電流量ではなく電圧の変化ということになります。これで電流にまとわるノイズを回避しているわけですが、まあ理論的に単純なのでしょうか、音を流すのは電流変化ではなく電圧変化なのだと。その辺りが割り切っていると思うのです。

ものすごく高速スルーレートなのわかっていましたが、とにかくピーク出力がでかいようで、音源のノイズが低く聞こえてきます。ただライブ版では観客席の音がハッキリ聞こえるのはイマイチです。信号が増幅されているというのが、はっきりします。

ものすごく良くできたデバイスです。回路も私が作れる最小で組んだところ、音はさらに強靭になりました。ただ実はあんまりいことではない。音が良くなったら、引きこもるだろう？

そうそう、インピーダンスマッチングの結果です。実はこの回路あえて20dBの増幅率で作っています。回路の損失もあるので実際は10dB程度の増幅率でしょう。なので普通に使う場合は、ゲインを30dBから40dBにするのが好ましいと思います。

使っているスピーカーが90dBの能率で、だいたい使っているパワーが最大10W程度でしょう。その条件でパワーアンプのボリュームが半分以上回して使うように、そしてプリアンプ側のボリュームも半分以上回して使うようにして、各入力のインピーダンスを下げるようにしています。ただボリュームを回しすぎるとインピーダンスのマッチングが崩れるので、パワーアンプとプリアンプのボリュームを調整して、いいバランスを探してゆきます。するといいポジションが見つかるわけです。ハイレゾに関してはもともとこういったプリアンプとパワーアンプの組み合わせではいい音にならないのですが、結構改善されました。インピーダンスの問題は、実際かなり大きいです。

 

 

実はオーディオマニアからどんなツッコミがあるのか期待しているのだが、電源が貧弱でもいいデバイスだ。そこに気がつくまで延々と悩んだ。カタログにある最良の±15Vとだと電源を設計しなければいけない。経費もある。トランスを入れた電源回路のトランスだけで、このTDKラムダのスイッチング回路と同じ価格だ。いやツッコミどころをなくしたくて、トロイダルコアのトランスだけを用意した場合の価格なのだが、後の回路を考えただけでこれは難しい。

そう考えて行けば、このデバイスの消費電流が電圧増幅ということで、えらく低い。電圧さえあればいいのだ。まあそれに伴う電流はあるが、最大で15mAか。この電源は0.4A出せる。十分だろう。雑音対策もTDKのラインノイズフィターを入れた。ただ今現在問題になっている低周波ノイズには全く意味がないのだけど。

 

 

だが、±12Vの電源が必要だ。ということで24Vをを分割して仮想で±12Vの電源を作るキットを、共立エレショップさんから購入。

電圧は11．5Vと下がって行く。回路上の損失だ。欠点は、プラスとマイナスのどちらかの電源に負荷がかかり続けると、電力を大きく消費してしまうということだ。ただ音程度の信号だから一方的に負荷がかかるということは考え難い。今の所問題になる発熱はない。

実はスイチッング回路の最大の問題は、瞬間的なパワーがないというものだった。だがこの問題は電源部に電解コンデンサーをでっかく入れればいいという当たり前の結論に達した企業があった。その意味ではコンデンサーをつけたということにもなる回路だ。

ただ電流損失は大きい。だいたい200mAしか出せないようだ。だが消費する電流量からすると、かなりの電力量になる。

 

 

ベルデン祭りになっています。内部配線は1503、入力は88760、出力は8412、そして右端のアース端子の蝶ネジにつながる灰色の単線もベルデンです。えらい贅沢なことをしていると思われる方もいると思いますが、ベルデンのケーブルは確かに高級品ですが、そんなに高くもないです。1503は1メーター当たり144円です。88760はさすがにお高くて1メーター当たり600円です。以外と高いのが単線。110円というのは変な感じがする。8412は値段がわからなかったが、88760より少し安いだけだろう。

で、いろいろ調べたのだがこの価格が真っ当な小売価格のようだ。ノイトリックのプラグは一個280円なので88760の1メートルのラインケーブルは1160円が原価となります。まあここには共立エレショップさんのマージンも含んでいますのでここはなんとも言えませんが、このケーブルを組んで小売するとすれば1メータ一本で2000円以下でないと、かなりぼっているということになります。

なんでこの項があるかといえば、内部回路に88760を使ったら硬くて引き回しが難しくて嫌になったと、オーディオマニアに言ったら驚愕されたんですね。なんちゅう高級品をつかってるんだ！と。どうもメーター5000円とかと思っているらしいんですね。600円だと言ったら、また驚愕。

ベルデンのケーブルって偽物が出回っているようなのです。場合によってはベルデンでも高周波用のケーブルをオーディオ用として高く売ったりしているようで、何が本物なのかよくわからんということになっています。なので高いのが本物と、そういった勘違いも起きやすい商品のようです。

なお8412はPA用や放送用のケーブルでしょう。大変使いやすい。1503は用途不明ですが多分万能。内部配線には少し硬いが、やすい。88760は実は特殊ケーブル。建物の中の緊急放送用ケーブルですね。火事が起きた時に、ケーブルに火がついて破断したり延焼を引き起こしたりしないよう、難燃性のテフロン素材をアウターに使っています。このため10メーターとか100メーター引き回すためのケーブルです。なので硬くてもいいわけです。音がいいと言われているのは、逆に長距離でも信号をきちんと送れるように設計したためでしょう。音質を考えて設計したわけではなさそうです。たまたまいいということです。

なお実は3種類のハンダを使ってしまった。家にあったステンレス補修用のスズと銀と銅を含んだもの、鉛とスズの精密ようハンダ、銀製品補修用のスズと鉛と銀を含んだもの、実はこの3種類お値段が変わらない。ステンレス補修用のハンダは若干融点が高いので使いにくくてチョビっと使ってやめた。とは言っても多分工業的に使うとなれば、鉛は使えない方向に世の中なっているのでこういったハンダはありなんだなと思った。銀入りハンダは、銀メッキしたものに普通のハンダを使うと、銀メッキがハンダの中に溶け出すという現象があって、そのために銀を2％程度入れたものです。音が良くなるのではないのかと思われがちですが、そんなことはないですね。ハンダというのは物理的に配線を固定する手段です。オーディオ的には圧着端子というのは嫌われていますが、こうしたプレスで固定するという手段もあります。もっと原始的に線を結ぶだけというのもあります。30年以上前にコンピューターを組むのにハンダの熱が嫌だということで、端子に線を巻いて作るという方法が一時的に流行りました。ただこの方法は経年変化が不安なので、とにかく硬く巻きつけてゆくのです。なのでその長さと工具が入るスペースが必要で、小型化できないわけです。だから無くなりました。ハンダの工夫の方が安くて早く、小さく作れるのです。真空管アンプもこの結んでハンダで止める作り方で作っていますが、それは小型化する必要がないからです。

脱線しましたが、この銀入りハンダですがどうも扱いにくい。融点はそれなりに低いのだが、ハンダが妙にまわってくれない。それでいて加熱し続けると、一気に流動性が高くなって流れてしまう。そしてなのだがハンダ付けの良し悪しを見極めるための、表面の光沢とか盛り上がり方とかで判断するのだが、それがわかりにくいのだ。多分これが一番の欠点。ハンダ付け不良なのかどうか分からなくてハンダを盛ってしまったりしてしまった。そこまでして音が良くなるかといえば、それはないわけです。

結局普通のハンダが一番使いやすかったです。ハンダはあくまでも固定のための補助です。なんかこの辺りも金入りとか変なハンダが出回っていて恐ろしいですね。

 

 

さて気になるお値段です。相当無駄ばかりしてしまいました。足りないパーツがあったり、買ってみたら規格に合わないとかその度に発注したりしたので送料や振込料もバカにならなかった。ボリュームダイヤルが変に小さいのは、この規格違いのせい。デザインが狂った。そして工具も買い足したりした。結果4万はかかってしまった。ただ真っ当に、高級ボリュームとかパーツとかラインノイズフィルターとか使わなければ、1万程度でしょう。高級パーツを使って2万。電源部を真っ当なトランスと回路を組み込んで3万以下というところでしょうか。

こうして作ってみてわかったのは、部品単体で一番高いのはケースだということ。高級オーディオというのはここに金がかかっているんじゃないのか。下手すれば半分はここじゃないのか。スイッチング電源にしてしまったが、トランスを含む電源部は確かに高い。しかも金のかけがいのある部分だ。なのでここも泥沼。細かい抵抗などのパーツは、高級品にしても高が知れているが、チリも積もれば山となる。だからシンプルな回路を選んだわけだが、こうも手こずるとは思わなかった。で、以外とコードブッシュとか基盤を持ち上げるスペーサーとかネジとか、忘れちゃうんですね。

で、一番痛かったのがボリュームを壊したと思い込んだこと。2800円の超高級ボリュームを結果3個買ったことだ。一個はなんかの弾みで足が折れてしまったので本当に壊したが、真面目にここがムダだった。皆様、取り扱い説明書はよく読みましょう。ただ、1個100円とは雲泥の差だった。

手前味噌になりますが、かなり音はいいです。低音が特に改善されました。重厚でクリアな低音という矛盾した表現しかできないのですが、スパっと音が飛んできます。これは結構快感です。あとは超フラット。ボリュームをその超高級品にしたら、さらにフラットになりました。

なお分解能が高く分離の良すぎる、キツイ音だと思います。私はこれが好みなのでいいのですが、やわらかい雰囲気とかが欲しい方は、入力コンデンサーをタンタル電解ではなく、50Vくらいの電解コンデンサーにすると改善するのではないかと思います。あと配線を無理やり小さく作らないほうが、いいかもしれません。