マイクプリアンプのカップリングコンデンサー交換

久しぶりに自作のマイクプリアンプに手を入れました。手を入れた部分は製作（設計？）時か ら気になっていた２段目のOPA637BPとバッファーアンプOPA627BPの間のカップリングコンデンサーです。
写真の左上の赤い電解コンです。

製作時には低域に気にしすぎて330μFという、かなり大きいものを入れていましたが、やはりLPFになってしまって6kHz辺りから上がかなりタレる感じ。

赤いブラックゲートを奮発して、確かに低域はいい感じだったのですが、初段（別基板）に赤い悪魔・ダイナミキャップのデカイのを入れたら、低域はもう十分。
ちょっと低域が過剰気味になりました。

これを初期設計どおりの10μFに変えよう・・・・と思っていたものの、面倒なこともあってそのままに・・・・。
引越しも落ち着いたし・・・・ということで、フタをあけて交換しました。

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27Mhz サイン波入力は失敗 SC48は成功

PLL1707に入力する27Mhzの信号をサイン波にしましたが、音が軽くなってしまって迫力がなくなってしまいました。
落ち着いたら良くなるのかな?と思っていましたが、残念ながら逆の方向へ・・・・。
いつも音質をモニターしていただいてるローカル局からも「それ、良くないヨ。この間(サイン波改造の前)の方が良い。」との指摘を受け、だめ押し。

27Mhzラダーフィルターを外して、先週末の状態に戻しました。ただリニアレギュレーター電源の効果はあるようで、以前よりも僕の信号のバックグラウンドが静かになった・・・・どっかのスタジオで話しているみたい・・・・とのこと。

自分でもそんな雰囲気を感じていたのですけど、実際の電波でそうなっているかどうかはモニターしてもなかなか判りません。
やはりある程度、距離が離れていないと、この辺りの感じはわかりませんね。

PLL1707の回路を見ていると今回は384fsを使っていますが、256fsも出力されているようです。
サンプリング周波数(今回は48Khz)の256倍は一般的にスーパークロックと呼ばれて、ワードクロックほど一般的ではありませんが、デジタル機材の同期信号として利用されています。

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マイクプリ 入力インピーダンス改造後のS/N

昨年暮れからボチボチと改造を加えてきた自作のマイクプリアンプ。とりあえず現状の状態を記録しておくことにしました。
これはマイクゲインを最小にして、入力を100Ω抵抗でショートした状態でのノイズレベルです。

S/P DIF出力はデジタルアイソレーターからパルストランスに戻してあります。デジタルアイソレーターはオーディオ的には良いのですが、やはりHF～VHF帯一面にノイズがでてしまって無線に影響がありました・・・トホホ。

昨年の秋の記録と比べるとフロアノイズレベルが数dB～5dB程度下がっています。これは色々な改造の結果ですが、今回のデジタル電源の一部リニア電源化も多少良い影響を与えているのではないかと思っています。

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AD変換基盤PCM1804のクロック安定化(その5)

一応、完成に近づいてきたマイクプリアンプですが、クロック関係の最後の仕上げ(?)です。TCXOの出力は矩形波ですが、PLL1707はサイン波でも矩形波でも動作に問題は無いようです。
でもオリジナルは27Mhzの水晶発振子ですから、入力はサイン波が前提ではないかと想像しています。

そこで10Mhzの基準周波数発振器の経験を生かして、ジャンクで購入した27Mhzの水晶でラダーフィルターを作ってTCXOの出力に入れることにしました。
3素子で両端は水晶発振子をパラにしたJA4LAOタイプで10Mhzで大変良好だった回路と一緒です。
コンデンサーは両端が10p固定、内側2個は調整用の56pトリマーコンデンサーです。

慣れたこともあって、実装密度が高くなってきました

ラダーフィルターを挿入することでPLL1707にはサイン波が入力されることになります。ただ、矩形波でも問題無く動作していたため、挿入することによる変化は無いかもしれませんが・・・

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AD変換基盤PCM1804のクロック安定化(その4)

PLL1707に入力する27MhzのTCXOの出力の位相雑音を減らすために、TCXOの電源をスイッチングレギュレーターから低雑音のリニアレギュレーターに変更しました。
リニアレギュレーターはLT1764の3.3V固定品を使いました。

事前に写真を取り忘れて配線後です。見にくいのはご勘弁を。

右から15Vを入力して、コイルとコンデンサーのLPFを通してからLT1764で3.3V化しているだけの簡単な回路です。
PCM1804のADコンバーター基盤にも、このリニア電源から3.3Vを供給するようにしました。
中央のEIコネクターが3.3V出力です。

ADコンバーター基板へ3.3Vを供給するにあたって、PLL1707やPCM1804が出すノイズがTCXOに逆流する恐れがあったため、TCXOへはAD変換基板へ電圧を供給後、ムラタのDCノイズフィルターを通してから電圧を供給しています。
コンデンサーの定数などを除けば基本的な回路はOCXO用の電源回路と同じです。

LT1764は3.3V固定品なので電圧設定用の抵抗は不要です。5本足の外側の2本はinとout端子に直結し、3本足として普通の3端子レギュレーターと同じように使います。
LT1764の電圧固定品は定格に注意すれば普通の3端子レギュレーターと置き換え可能です。

また、LT1764は3端子レギュレーターの根本に入れるパスコンは不要ですが、出力側には低ESRのコンデンサー（OSコンなど）が必要です。
僕は100μFのOSコンをLT1764の出力端子直近に入れています。

ムラタのDCノイズフィルターに両面テープで固定したTCXO基板からは、27Mhzの出力を写真左上から同軸で引き出しました。

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AD変換基盤PCM1804のクロック安定化(その3)

AD変換基盤PCM1804のクロック安定化も発振基盤が動作して、本体への組み込みだけです。
PLL1707への外部クロックの注入方法は仕様書に記載されています。

コンデンサと水晶を取っ払ってXT2をオープンにして、XT1端子にTCXOからの27Mhzを入れてあげれぱ良いようです。
配線は水晶用のランドや既存のスルーホールが使えそう。そうすると特にパターンカットも不要です。

TCXO基盤はAD変換基盤に載せることにしましたが、適当な場所がありませんので、電解コンデンサの上にしました。
ちょっと不安定ですが、電源とアースの配線もあるので大丈夫でしょう。

他のネット上の改造記事では発振器の出力を普通の単線などで適当に引っ張り回しているのを見かけます。
発振器の出力インピーダンスは50Ωなので今回は手持ちの1.5D-2Vで配線しましたが、太くてとりまわしが良くありません。もっと細い0.8D-2V辺りが良さそうです。
3.3VとグラウンドはAD変換基盤の空きランドを流用して配線しました。今回の改造で一番面倒なのは水晶とコンデンサー2個の取り外しです。

完成してから一服して気分を落ち着け、再度電源ラインを中心に配線を確認してから電源スイッチをオン

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AD変換基盤PCM1804のクロック安定化(その2)

27MhzのTCXOでネット通販で購入できるものを探して見つけたのがコレ!

CONNOR WINFIELDのTCXOでD75F 27Mhzです。このシリーズは5x7mmの表面実装用でちっこいのが玉にキズ。残念ながら大きめのサイズは用意されていません。

D75Fはサイズは小さいですが、性能はかなり良さそうです。周波数精度は+-0.5ppm、ジッターは<1psと現在の水晶発振子から周波数精度は二桁上がりますし、ジッターは1/50程度に減ります。
価格は周波数精度が+-2ppm程度のTCXOの倍の価格ですが、ここは奮発してD75Fにしました。

表面実装なので普通のジャノメ基盤の裏面に銅テープを張ってランドを作りました。

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AD変換基盤PCM1804のクロック安定化(その1)

自作のマイクプリアンプはデジタル出力で、AD変換は領布されているAD変換基盤PCM1804を使っています。
更なる音質の向上を考えてクロック系を見直してみると、マイクプリアンプのデジタル出力からデジタル機材だけでIC-7800まで接続すると、マイクプリアンプのクロックを大元として末端のIC-7800まで同期します。

AD変換基盤のクロック生成はPLL1707で、27Mhz入力のマルチオシレーターです。領布基盤には27Mhzの円筒形の水晶発振子が付属していて、そのまま使っています。
PLL1707の仕様書には水晶発振子を使った場合、ジッター値は50ps程度と記載されていますので、現在のデジタル機材として決して悪い数字ではありません。

写真中央の円筒形が27Mhzの水晶発振子です。

デジタル系の処理ではクロックの精度や安定性は非常に重要なので、製品の源発振回路をより高精度の発振器に置き換えることで音がしっかりする・・・という評判です。
実際に音を聞かなくても、その理屈から音が良くなる理屈はわかります。ただ、その変化が自分で聞き分けられるかは別問題ですが・・・・

とりあえず、この基盤の発振周波数精度を確認するために、IC-7800で受信してみることにしました。色々な方の信号で鳴き合わせしているので+-10Hzの精度は確保できているハズ。
早速発振周波数を受信してみました。

おっとぉ、結構ズレてるけど27メガですしこんなモンかな?

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OPA627BP x 2をバランスバッファに投入

年賀状と一緒にOPA627BPとOPA627AUが届きました。627BPは製作中のマイクプリアンプのADコンバーターのアナログ回路(バランスバッファ+LPF)に入れました。
いままではOPA627AUですので大きく変わることはありませんが、ADコンバーターまではOPA637BP→OPA627BPとBPで使っていますのでオペアンプは全部BPで揃えたいな・・・と思っていました。

まぁ、なんやかんや言ってBPで揃えるのは僕の趣味ですね。でも選別品のBPの方が良いのですから仕方ありません。
そのうちキャンパッケージのSMになったりして・・・。

早速ADコンバーター基板のアナログバッファーのデュアルオペアンプ用DIP8Pinソケットにシングルx2の変換基板を使ってOPA627BP*２個を載せました。

ところが変換基板をソケットに挿してみると、ADコンバーター基板のDIPソケットの回りにある電解コンデンサーと変換基板の裏側が干渉してしまいます。

「困った・・・・」

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OPA637BPの入力インピーダンス

自作のマイクプリアンプの増幅段2段目はBBのOPA637BPを使っていますが、元々はLME49710を使っていました。
その関係から入力インピーダンスを39KΩにしていましたが、初段の出力インピーダンスは数百Ωなのでチト高めでした。

各増幅段はロー出し、ハイ受けの基本通りに作っていますが、初段の出力インピーダンスは600Ωのマイクを前提とした無線機のマイク端子を意識して数百Ωに設計しています。
したがって2段目の入力インピーダンスが39KΩでも悪くはないのですけどインピーダンスが高めだとやはりノイズの点で不利ですので、入力インピーダンス抵抗を1KΩに変更してみました。

これはOPA637のデータシートに掲載されているグラフですが、要するにOPA67もOPA637も同じだ・・・ということのようです。

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