2018年4月17日火曜日

低雑音J-FETの枯渇



2018年現在、オーディオ向け半導体は益々入手が困難になっていますが、中でも初段の増幅回路などに使える低雑音・高利得のディスクリートJ-FETは枯渇が急速に進んでいます。特に古典的なリードタイプの部品は次々にディスコンになり、汎用チップ部品へのシフトが目立つため自作派の人で困っている人は多いと推測できます。

元々リードタイプ(TO-92)のJ-FETは東芝製の2SK30、2SK170が製造中止ながらも2014年中頃までは部品屋で安価で大量に入手することが可能でした。が、秋月電子など大手のショップで取り扱いが終了した後は価格も倍以上へ高騰、入手性も不安定になっています。まとまった数を確保するのが困難となり、最近では隣国からセカンドソースとして偽物も出回っているくらいで、入手難の様相が伺えます。(偽物は同等の性能が出ません)

私がオーディオ用の回路で用いているFETの現状は、以下のような状態です。
全て東芝製です。Nチャネル型のみ。

・2SK30ATM (GR)
低雑音。楽器用バッファーや、作動入力、定電流回路用。
2018年現在は入手がやや困難。価格は一個¥60〜100程度。
サウンドはツルッとしたストレートで締まった音。

・2SK170 (GR, BL)
低雑音・高利得。
バッファーや作動入力に適し、高利得なのでマイクプリアンプやMCアンプにも使える。
2018年現在は入手が困難。価格も1個¥150円前後。
コンプリメンタリの2SJ74は今では更に希少。
サウンドはしなやかさがある豊かな音。

・2SK369 (BL, V)
低雑音・高利得。
2SK170と同じく高利得なのでマイクプリアンプやMCアンプに適している。
IDSSが高いVランクがある。特性のバラツキは多い。
2018年現在は秋月電子通商で購入可能。(購入数制限あり)
サウンドは華やかさもありややにじみ感もある音。


TO-92だと2SK369(V)がまだ店頭購入できますが、既に製造自体は中止されているものですので2,3年後には扱いも恐らく終了すると思われますのでその先はいずれ2SK30や2SK170と同じような流れになると思われます。

現行品として表面実装用のチップ型パッケージとして入手なものは以下になります。

・2SK209 (GR,BL)
低雑音・高利得。
Yfsが高く2SK30や170の代替になりそうなチップFET。
中身は2SK117の同等品とのこと。

・2SK2145 (GR, BL)
低雑音・高利得。デュアルパッケージ(重要)
2SK209をデュアルにしたFET。
5本足のパッケージでソースは共通端子となっている。
2本の特性が揃っているため作動入力の初段に最適。


 上記以外にも海外製なども探せば他の選択もありそうですが、同じ東芝でピックアップしてみました。低雑音&高利得のシングル、デュアルが両方とも入手できるのが救いでしょうか。特に2SK2145は貴重なデュアルパッケージで、デュアルFETの2SK389が入手困難になった現在では貴重な選択肢です。幾つか計測してみると特性のズレも少なくオフセット調整しなくても使える範囲におさまっています。個人的にチップ半導体の音質には懐疑的だったのですが、2SK2145に関しては非常に良好でした。2SK170に似た少しソフトな面もありつつ帯域のバランスが良いと感じたので。

ただし全て表面実装用のパッケージですので、専用のPCBを作るのは必須になっていきます。2.54mmピッチへの変換ソケットは販売されていますが、いちいち使うのも手間ですので、一度試作した後は自分の使う回路でPCBを設計してしまったほうがいいと思います。

ハイエンドクラスのアウトボード(Avalon、GMLなど)も中身が出力段以外は全部表面実装、ということも最近は普通になってきているようですので、リード部品からチップ部品へのシフトというのは覚悟しながら物づくりをしていかざるを得ないのかもしれません。

2018年4月16日月曜日

4月のお知らせ

最近更新があまりできませんでした…が近況をざっくり。

新製品はオールディスクリートのD.Iを予定しています。
開発や研究には1年近く要して、小型化をさせつつ高音質を実現しています。内容的に言うとまずJ-FET入力のディスクリートオペアンプをこのD.Iのために開発しました。サウンドも今までSapphireなどで使ってきたメタル缶FETよりも上をいくと思います。今は様々なプレイヤーにチェックして頂いている最中です。この話はまた製品の概要がしっかりと決まってから書いていきたいと思います。

以前から書いていた通り、基板頒布のラインナップが増えました。
HPA-02は在庫限りですが、いまは以下の3枚があります。

BA283P PreampBoard  ¥2,830
言わずもがなNeve BA283のクローンです。



・2520-2  ¥3,240
API2520規格のディスクリートオペアンプがステレオでプリアンプ化できる基板です。



・BLOT-01  ¥1,080
アンバランス出力を+4dBuバランス出力へ変換する変換基板。



プロオーディオ向けがメインですので、自作派の人の強い味方になると思います。特に2520-2とBLOT-01は組み合わせればバランス出力のプリアンプになりますし、トランスさえあればマイクプリアンプにも応用できますしね。マイクインプット(電子バランス)の基板も追加予定です。

今後はこういった基板やキットの頒布が増えていくと思います。うちで完成品まで作ってしまうと、やはり¥50,000以下だとなかなか製品として成立しづらいというのがあります。なのでアイデア的な提供というか自作の面白さも体験しつつアフォーダブルなコストで色々と提供をしていこうと考えていますので、是非ともよろしくお願いいたします。

2018年3月17日土曜日

基板頒布その1 BA283P

決算まわりの経理などをやっていたらバタバタしていました……。
そして新しい基板を頒布を始めます。ひとつ目はBA283Pという恐らく国内唯一のNeve BA283のクローンアンプカードです。

Floatia Designs BA283P


詳細は個別のページにも書きましたが、回路そのものはNeveのBA283AVを再現しつつ幾つか改良している部分があります。見て明らかに分かるのは、カードコネクタ方式ではなく直接PCBにワイヤリングするスタイルになっていることです。これにより実装が楽になりました。もちろんカードコネクタだとBA283だけをチェックするときや差し替えは便利なのですが、その度にコネクタが必要であったり後述の外付け部品は別途実装になければいけなかったのでかえって面倒なことが多かったので。ピン配も基板上に書いてあるのでいちいち覚えなくていいですしね。

部品を実装した完成例


BA283の基本的な使い方ではアンプへの電源供給ラインに個別のデカップリング・コンデンサと抵抗、フィードバック抵抗が必要になるのですがBA283Pはそれらも全て基板上で実装できるようになっています。BA283より一回りサイズが大きくなっているのはそのためです。

また原則的にコンデンサ類に関しては品種の指定がありますが、指定部品以外も実装できるような工夫もされています。例えば位相補償のポリスチレンフィルムコンデンサが入手できない場合、5.08mmピッチの別種フィルムコンデンサも実装できる…といった具合にです。

このBA283Pを作れる程度のスキルがあれば、もうわざわざ高いお金を出して海外のNeveクローンを買う必要なんてないかもしれません。これにマイクトランスとアウトプットトランスさえ繋げばいわゆるNeve1272タイプのマイクプリは作れますから。

基本的にPCBのみ、もしくはPCB+半導体のセットで販売します。基本価格は1枚¥2,830です。(遊び心の価格設定)完成品が欲しい方は別途お問い合わせください。

2018年3月2日金曜日

Landscape SWB-Master プリアンプ交換

今回はかなりイレギュラーな作業なのですが、お客さんのエレクトリックアップライトベース(EUB)の内蔵プリアンプを交換、及びセットアップをしました。うち、楽器屋さんとかリペアショップじゃないんですけどね…。

モノはこちらのLandscape SWB-Masterという楽器です。



見た目やスペックを見る通り、オール単板ボディに黒檀の指板、ボディもフルアコに近いホロウボディ、コントラバス用のアコースティックPUもはじめから付属ということでEUBとしてはかなり凝ったものになります。しかしそのスペックに反してかなり出音には不満がある…ということでの相談でした。

さっそくうちの作業部屋に楽器を持ち込んでいただき、現状のサウンドチェックを含めて私のほうでも触ってみたところ、以下の問題点がありました。

・とにかく音が小さい
・それ故にs/nが悪く、ジーというノイズが常に出ている
・内蔵プリアンプのEQが使いづらい
・太い弦を強く弾くとピークで音が歪んでしまう

こんな感じです。ちょっと…というよりは全体的にだいぶ問題がありますよね? 特に最初のs/nが悪いというのが特に致命的で、元々s/nが悪いうえに出力がかなり小さいので、そのぶん後続のアンプやDIでゲインを上げてやらないとバランスが取れないのですが、そうすると余計にノイズまで増幅されて大きくなってしまい…という一番悪い状態です。

強く弾くと音が歪んでしまうというのは、コチラのyoutubeに上がっている動画が分かりやすいと思います。


4弦を強く弾いたときにブオッ!というか少し歪んでしまっているのが分かるでしょうか。実際にこんな感じなのです。プリアンプの設計上の問題なのかヘッドルームが狭すぎるようですね。

さて文句ばかりも言っていられないので、改善策を考えましょう。上記の問題を全て改善するには電気的な部分を全てに手を入れる必要があります。作業前にネットで検索をしてみますと、同じ悩みを抱えた人がプリアンプ基板の部品を交換することで音質の改善を図ったという例が出てきましたがお茶を濁す感じの対処法ではなく、やはりプリアンプ本体を完全に一新し根本的に電装系をやり直すということにしました。

ちなみにオリジナルのプリアンプ基板はこのようなものです。




ざっくり解析したところ、まず2種類のピックアップがJ-FETのバッファーを通ったあとにブレンド回路で信号をmix、オペアンプを使ったBAX型EQ回路を通過して出力、といったもののようです。コンデンサもWIMAのMKS2(赤いもの)などが使われていますしそれなりに気合の入った設計のようにも見えるのですが、音のほうはお察しの通りです。どうしてこうなってしまったのか…。これはこのまま外してしまいますが、電源や出力の配線は流用しますのでしっかりメモしておきます。

新しくプリアンプはSapphire OnboardPreampをベースに初段バッファーの石や定数を変更したものです。実はこのプリアンプ、基板はそのままで部品を数点変更するとエレキベースだけではなく様々なソースに対応できるように作られているんですね。(こういう所まで考えています)そして元々マグネットPUは使い所がなかなか無いということで、ラインからは外してしまいフィッシュマンのピエゾPUオンリーで出力するということに。余分なmix回路や抵抗も省けますので、音質アップも期待できそうです。



コントロール部分は元々ブレンダー、ボリューム、ベースEQ、トレブルEQという4つのツマミを使うレイアウトでしたが、ブレンダーは不要になったので端に追いやってダミーとし、ボリュームに2バンドEQというシンプルなコントロールに変更しました!(見た目は変わってないですね)

さて、全ての配線を直して楽器内部に収め直します。その出音は……??


・・・・・

……ノイズが全くと言っていいほど無くなりました!
これは大成功です!!

さらに音質もピエゾとは思えないほど豊かで肉厚になり、生々しい音色に。

Sapphire OBPの特性からしてs/nが大改善するのは想定の範囲内でしたが、音色も飛躍的に良くなったのは予想外でした。これは良い予想外です。個人的にピエゾタイプのピックアップは音の輪郭を拾うのは得意でも圧感素子の特性上、細くてカリカリした音色になることが多くさして期待はしていなかったのですが、肉厚な音色でしっかりと弦鳴りとローの太さが両立しています。恐らくPUのすぐ近くで高品質なバッファーでローインピーダンス化したことによって今までロスしていた部分もしっかりと再生されるようになった…からではないかと思います。結果的にかなりアコースティックな音色になりました。

輸入代理店さん、新規設計する際にはうちのプリアンプを是非採用してくれないかな……と思いつつ今回の作業は終了です。他社製のアップライトベースに組み込みもOKですよ!

2018年2月24日土曜日

オンボードプリアンプ続報

アップデートされたSapphire Onboard Preamp、色々な方にインプレッションして頂いています。



山本詠 氏のF Bass BN-5や…



武田元気 氏のKSD5弦などなど…。

どちらも元々パッシブ・アクティブ切り替えできるタイプの楽器でしたので、よりプリアンプをonにしたときの音の変化などをジャッジして頂ける環境でした。いわゆるオンオフでの変化というよりも、アクティブ時はパッシブの音を基本にEQで足したい帯域を足せる…というコンセプトですので、元々パッシブ派の方にも好評ですね。

こちらのおふた方は当方に直接楽器をお持ち込みして頂き、プリアンプの組み込み作業を行いました。作業時間は1時間程度でしょうか。こういったことも可能です。もちろんプリアンプ単品でも販売していますから、ご自身で組み込んで頂いたり楽器店などに組み込み依頼されるのもよいと思います。

2018年2月21日水曜日

Acoustic model220の修理

Acoustic model220 ベースアンプの修理及びレストアです。
Acoustic Control Corporation社は60年代当時から主流のチューブアンプではなく、ハイパワー重視のソリッドステートアンプを製作していたメーカーです。今となってはヴィンテージアンプの部類ですが、ジャコ・パストリアスの使用で有名だと思います。(Acousticブランドは現在も現存しますが、会社としては別企業で製造されているモデルも全く別物です)model220は全段オールディスクリート時代のもので、4Ωで200W出せるモデルです。この上の320というモデルだと4Ωで300W、更にプリアンプが2ch搭載という当時としては最上位機種になります。ジャコが使用していたモデルもこちらですね。各モデルは最大出力の違いでドライブ電圧が違いますが、プリアンプ部分は概ね同じ回路です。

今回はジャンク同然の個体を復活させるところまでを紹介します。

いわゆるジャンク状態。そして汚い!

まず、見た目がボロボロで筐体も破損がひどく、現状としては電源が入らないような状態です。パワーアンプのヒューズが切れている場合もありますが、今回は問題なし…となると、やはり電源回路周りが壊れているようです。チェックしていくと、恐らく強い衝撃を与えたせいか内部のAC配線が切断、更に電源回路のパーツが破損していました。回路図を見ながら、テスターを当てていき部品をひとつずつ交換していきます。一通り交換を終えてから再度通電すると……LEDが灯り電源が無事に入りました。

電源が復活!

ひとまず電源が入るようになったので、筐体やアンプ内部のクリーニングに入ります。

左側が汚れたままの部分、右側がクリーニング後です

とにかく酷いのがタバコのヤニ!フロントパネルは完全に変色しています。タバコのヤニで特に厄介なのが埃と合体してネバネバ状の臭い物体に変化することです。これが機材の内部に入り込むと、スイッチの接点不良や回路をショートさせたりする直接の原因になったりします。古いスタジオの卓をメンテで開けてみたらそのネバネバだらけだった…なんてこともしばしば。機材や楽器に対しては百害あって一理なしですので音楽やっている人はほんとタバコはやめましょう…。

パネルは無水エタノールや金属磨き剤を使って、丁寧に磨き上げていきます。そうすると段々とヤニ汚れの下から元々の色味が出てきました。水色のストライプの部分がわかりますか?これが元々の色味です。左側はまだ磨いていないヤニまみれの部分。いかにすごい汚れかがわかりますね。(VintageKingだと毎日こういう作業をやっているそうです)フォーンジャックなども同じく金属磨きで磨いていきます。フロントの入力ジャックはかなりやれていたので、今回は新品のジャックに交換しました。ここは消耗品ですからね。きちんと動作するほうが大事です。

ついでにヤニと埃だらけの基板も綿棒と無水エタノールで掃除を……この作業中もものすごく臭ってきます……(^ ^;

おおまかに綺麗になったところで今度は音声部分も含めてチェック……プリアンプ・パワーアンプ共に音は出るようです。しかし、部品の老朽化や先のヤニと埃で多くの部品がくたびれている状態ですので、電解コンデンサ含め摩耗が激しい部分はすべて交換していきます。いわゆるリキャップ作業に入りましょう。

コンデンサ交換前

コンデンサ交換後

こちらはプリアンプ基板ですね。全ての電解コンデンサを交換します。ボリュームのガリが少し気になりますが……接点を清掃する程度にとどめてこのまま使うことにしました。コンデンサを交換するときはパターンを痛めないように半田バキュームを使います。ついでに将来的にクラックが起きそうな部分(基板付けスイッチやボリュームの付け根など)は半田を盛り直しておくとのちのちのトラブルが防げます。

あ、ちなみに背面パネルに取り付けられた黒い缶のような部品がありますね。実はこれDI出力用のトランスです。この220は下位機種の120と違ってバランス出力も付いているんですね。恐らく自社製のトランスだと思いますが、今となってはこういう回路のためにオリジナルのトランスを使うことはほぼ無いので貴重かもしれません。

変わった形の放熱器

もちろんパワーアンプ部分もリキャップします!(リキャップ後は写真撮り忘れました…)ドライバ段のトランジスタに何かすごい形の放熱器が付いていました。この形は初めて見た気がします…非常にいかついです。

取り外したコンデンサ

取り外した電解コンです。長年の劣化と熱で一部黒くくすんでいるのが分かるでしょうか。容量抜けや破損する前に交換するのが吉ですね。40年近く交換されていないものですので。

アメリカン電機の電源プラグ(新品)へ交換

リキャップを終えたあとですが、電源プラグがボロボロなうえにお粗末な民生用のものが使われていたので、堅牢なアメリカン電機の3Pプラグへ交換しました。Panasonicの定番WF5013Kも悪くないですが、それより更に価格がアフォーダブルで端子が非メッキなのが良いですね。

そして一通り作業が終わったので再度電源を入れ、問題ないことを確認。通電したまま1日ほど放置し、通電し続けた状態でも問題ないことを確認します。更にこの間に破損していたフレームの一部をパテで補修しました。(左上の部分)

すべての作業が終わり、無事復活

最後に実際にベースを繋いで音声系をチェックします。プリアンプ、パワーアンプ共に正常に動くことを確認しました。これで完全復活と言ってもでしょう!

古いアンプですが、きちんとメンテ&清掃をした状態で使っていけば、まだ向こう10年20年と使える名機ですので、もし燻らせている…という方が居ましたらご用命ください。費用はリキャップ及び清掃が¥40,000〜です。

(その後)


フレットレスベース・プレイヤーの織原さんにお買上げ頂きました!

2018年2月14日水曜日

設計中のもの

現在基板を設計中のものです。最近は手よりも頭を使っています。

・BA283互換プリアンプ基板

文字通りNeve BA283と同等の回路をもつ基板です。
ソケット無しで直接基板からワイアードできるようになり、キットでの販売も考えています。
トランスさえあればすぐにマイクプリ化が可能です。

・API2520評価基板

API2520と互換性のあるディスクリートオペアンプをテストできる基板です。
前後にトランスを繋げばそのままマイクプリにも。

・バランス出力回路基板

アンバランス信号を+4dbu/600Ω対応のバランス信号で出力する回路です。
ステレオ対応。上記の2枚とも組み合わせられる予定です。

↑この3枚は来月中には完成予定です。
これからは完成品だけでなく基板の頒布もしていくと思います。

・LED型ディスクリート電源基板

定電圧回路にツェナーやスイッチングダイオードではなくLEDを採用したレギュレータ基板です。
三端子やオペアンプなしのディスクリート半導体のみを使います。
現段階では試作および研究中ですが、年内に実用化できればいいと考えています。