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« ルーター交換でネットワークオーディオの音質に影響するのか? | トップページ | 豊澄のHT-125トランスでオーディオ用リニア電源自作 その2 »

2018-10-09

TOYOZUMI-HT-125トランスでオーディオ用リニア電源自作

PCオーディオにリニア電源を導入して音質に影響するのか?

 
オーディオで遊んでいると電源に興味が沸いてくると思います。
ピュアオーディオと呼ばれる世界では、スイッチング電源なんぞは皆無で、それこそ物量投資重量に関しては青天井なところがあります。
 
PCオーディオの場合トランスポートとなるPCからしてスイッチング電源です。スイッチング電源はノイズを発するからオーディオには不向きといわれてますが、AC100V由来のノイズをファインメットで取ってしまえば十分使えます。
 
しかし、それでもリニア電源を試してみたくなるのがマニアの悲しい性。さすがにATX電源をリニア電源で作る技量は持ち合わせてないので、ストレージ用の電源だけでも作ってみることにしました。

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キットで作るか自分で揃えるか

 
電子部品ショップには色々と実験用電源キットが販売されています。以前はトランスと安定化電源のセットもあったようですが、現在は販売終了しています。
 
 
※ 
安定化電源とは負荷によって電圧が変動しても一定の電圧を供給してくれる。
詳しくはググって勉強してね。
 
 
ネットで調べているとトランスから自作をされている方は結構いらっしゃるようです。トランスと安定化電源キットを組み合わせている方が多いようです。
以前私は安定化電源キットPS-3248だけ購入したことがあり、スイッチング方式のACアダプターと組み合わせて中華製USB-DAC基板(XMOSからLPFのみでDSD再生 )を駆動してみましたが、思っていたような改善は感じられませんでした。
 
しかし、PCオーディオのOSを格納しているストレージをSATA-DOMにしたことで、5Vのみで駆動できることが分かりエレキットの安定化電源で供給してみました。

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するとどうでしょう、ACアダプター由来のノイズも感じられますが、音の密度感がアップしたように感じられます。AC電源からのケーブルにファインメットを通すことでいくらか聴けるようになりました。

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左がフォノイコライザー用ACアダプター、右真空管アンプ用のスイッチング電源

 
更にフォノイコライザー用トランスタイプのACアダプターがあったのでこれを使って聴いてみると、ハッキリとSN感も向上しているのが分かり、これはもう安定化電源無しでは聴けなくなってしまうほどでした。
 
というわけでキットでも十分な音質が確保できることは確信しました。キットは安くていいですが、使わない部品もあったり結局後で部品交換することになると思うので、思い切って部品から自分で選定してみました。
 
 
 
電源部品の選定
 
今回は秋月電子から販売されている電源キット(LM350T使用)を参考に、というか回路そのまんま真似して作ってみます。
LM350Tは3A取り出せるので、新しく購入したBuffalo製ルーター(ACアダプターは3A)に使ってみたいのでこれにしました。
 
肝心のトランス選びですが初め解らないことだらけで、LM350Tに供給するのに必要なスペックがどれほどのモノか色々調べた結果(キットの取説を見たら)、次のような事が分かりました。
 
3Aを取り出すのには1.5倍の4.5A以上
電圧は取り出す電圧の+3V以上必要
トランスで取り出した電圧は整流すると√2倍になる
 
ということからTOYOZUMIのHT-125にしました。
HT-125は6,8,10,12V取り出せるのでストレージ用、ルーター用両方に流用できます。しかも5Aで容量も十分です。
 
AC100Vをトランスで降圧します。その後整流すると電圧が約1.4倍になるので12V×1.4=約16.8V(他の要素もあるのでこの値にはならない)になる。ここからレギュレータに入力して3Vより低い電圧が取り出せる。ただし、あまり電圧差がありすぎるとレギュレータの発熱が大きくなるので注意する必要がある。
 
そのためヒートシンクを付けたり、ケースに直付けして発熱を逃がす工夫が必要。LM350Tはヒートシンク取り付ける穴の部分は出力にもなるので絶縁ネジや放熱ゴムシートも必要。私は絶縁ブッシュを用意した。
 
 
他の部品は秋月電子には申し訳ないがマルツオンラインと共立エレショップで揃えました。
こういう電子部品やさんて得意の分野とかジャンルがあるようで、同じ部品でも値段設定が全然違ったり、こっちにはあるけどあっちには無かったりで如何に安く収めるか悩みに悩みました。
マルツとエレショップは何より送料が安いネコポス(メール便)が使えるのが良いです。 
 
 
 

電源の製作

 
回路〇パクリするのはいいですがユニバーサル基板に自分で配置を決めなくてはならず、これが電子工作の面白さというか難しいところです。
何より回路図と同じように配置できないのが頭の中が訳わかめ状態。無い頭をこねくり回して何とか組み上げることができました。

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仮配置。左のは整流用ショットキーバリアダイオード。後で交換してみるつもり

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一番の要であるレギュレータLM350Tの足の配置が回路図と全然違う(ノ_-。)
仕方なく足を延ばして配線しました。
そしてトランスと電源ケーブル、万一の場合に備えフューズを取り付けます。回路には通電確認用のLEDなどは無いので、出力に自動車用(18V)?電球を取り付けました。
 

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裏側の配線はエナメル線を剥いて半田付けしました。

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では、恐る恐るスイッチON!
電球ほんのりつきました。とりあえず配線間違いや短絡は無いようです。電圧を測ると回路通りの電圧が出力されています。
しかし、電圧が0.03Vぐらい変動しています。
 
 
 

オーディオPC用ストレージに電源供給

 
電圧は予定通りの値が出せたので早速ストレージのSATA-DOMに供給してみます。SLCですが16GBで安かったので壊れてもまあいいやって感じで接続しました。
いよいよPCを起動させます。オーディオ専用の為モニターは付けてません。ネットワーク上のコントロールアプリからレンダラー機能として表示されたら立ち上げ成功です。
これは難なくOK!
 
では再生させて音だし確認。
おー、ちゃんと再生されました。良かった良かったヽ(´▽`)/。
今までの苦労が報われる瞬間です。
 
音質はエレキットのPS-3248と比べて低音が太くどっしりした感じになりました。ストレージとなるSATA-DOMは5V、1.3Wの消費電力なので0.3Aもあれば十分なのですが余裕の3Aから取り出した電源は低音の力感に余裕が感じられます。
 
電源ケーブルにはファインメットを通していませんが、聴感では全くノイズを感じません。
やはりリニア電源による恩恵はあるようです。
しかし、ストレージ用の電源供給を外部からにするだけで何故ここまで変化するのでしょうか?
 
CDプレイヤー等の製品で音質へのこだわりとして、デジタル部とアナログ部の電源を独立して配置する製品を見かけます。
こうすることでノイズの回り込みや干渉を減らしたり、電圧変動の負担を分散させること等で音質に貢献していると思います。
 
PCはいくつものデバイスが並行して動作し、頻繁かつ瞬間的な電源供給が必要なため大容量のスイッチング電源が必要になります。ストレージ用の電源だけでも外部から供給することでATX電源の負担が減って余裕が生まれることで低音が太く感じられたのかもしれません。
PCオーディオのATX電源を、使用中のものより容量が大きいものに交換するだけで音質改善につながります。
 
 
 
配置の改善
 
Twitterで上げたところ電圧が安定しないのは”発振”している可能性があるということ。
入出力コンデンサの接続を短くすることで発振は抑えられるそうなので、作り直してみました。

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そして電圧計測してみると少し収まった模様。ついでに気になったのでAC100Vのほうも測ってみると相当変動しています。久しぶりに自宅のAC100Vを見てみましたがこんなにも変動しているものだったかな?
同様にAC100Vを夜中に測ってみると変動は昼間より少ないです。これが安定化電源に影響しているのかはわかりませんが、あまり気持ちいのいいものではないです。
 
でも作り直したことで何となく低音もより力強さが増したような感じになり、改善効果はあったかもしれません。
 
次はUSBのPCIeカード用の電源が5Vのみだけでいけそうなので供給してみようと思います。その後は12Vに変更してルーターを駆動させてみたいですね。
 
 
 
 
 
 
 
 
真似される方は自己責任で

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