Crown DC300A 設計者のこだわり

先回、ご紹介したようにDACを一点アース構造にして、かなり音質が向上しました。
実は、この構造はCrownのアンプ、DC300Aの構造にヒントが有りました。

この写真は、DC300Aの底板を外して下面からみたところです。電源トランスを固定している
真鍮の六角柱の間に、一本錫メッキの単線が橋渡しされていますが、この線の真ん中がこの
アンプの基準アースポイントです。
ここには４本アース線がつながっていますが、太めの２本はスピーカー出力のGND端子へ
つながっています。残りの内の１本は、電源のブロックケミコンのGND端子へ。
最後の１本はパネル背面のメイン基板につながっています。つまり、このポイントを基準と
して電源、SP　GND、メイン基板のGNDが集められています。
　

この写真のブルーの半固定抵抗が付いている基板がパネル背面のメイン基板です。
グレーのシールドのGND線が３本まとまって、基準GNDから来た１本のGND線と一緒に
このメイン基板に接続されています。

３本のシールド線のメイン基板に接続されている部分のアップ写真です。
この部分がメイン基板の基準GNDです。小信号系のGNDがここにすべて集めてあります。

オーディオ信号のGND処理は、Digital機器やRadioなどの高周波機器の様な、べたアース
（基板全体にGNDパターンをレイアウトして、回路上のGNDポイントを一番近いGNDポイントに
文字通りべたべたと落としてしまう方法です。）と違い、扱う信号のレベルが違うブロック毎に
GNDを分けて、それぞれを個別に基準の一点にGNDを落とす方法が、音質を良くするノウハウ
だと思います。Crownのアンプが評価高いのはこのような点がしっかり作り込まれているから
ではないでしょうか。

この一点アース方式の効果は、複数の楽器やボーカルが一斉に演奏された際に、それぞれの
音源が混濁せず、綺麗にセパレートされて聞こえてきます。分解能がきわめて良くなります。

DACのGND改善後
以前、聞苦しく感じた曲が全く問題なく、色んな音が綺麗に聞こえてきます。ソロ楽器でも指の
触れる音、アタックの瞬間、エコーの広がり減衰していく様子等、こんな音まで入っていたのか
とびっくりして、色んなCDを聴き直しているところです。

一度、皆さんの使われているAudio機器の内部をのぞいてみると面白いと思います。
そのメーカーの設計者のこだわり方が見えてきます。

安いAudio機器でも、このGND構造を取る事によって相当レベルが上がると思います。
決して高い音質対策部品ばかり使えば良くなるわけではない事が判るでしょう。

DAC改造その後２

GNDラインの改造について、文章だけでは分かりにくいと思うので、もう少し写真で
説明してみます。

L/R　RCA出力コネクターのGND端子に0.5mmの銅板を橋渡して、ここをDACユニット全体の
基準GNDとします。気分的には銅板の中心が基準ポイントです。

ケースの外側からRCA出力コネクターの間に橋渡しした銅板を横から見た写真です。
ビスでラグ端子が止めてありますが、このラグ端子に下の写真で示すACコードのGNDラインと
ACコードのシールドをケースにアースしたポイントから引いてきたコードが繋がっています。
このラグ端子とL/R　RCA出力コネクターのGNDを橋渡しした銅板を別のL字状に曲げた
小さな銅板で半田接続しました。このポイントが全体の基準GNDです。

この写真は、前述したACコードのGNDラインとACコードのシールドをケースにアースした
ポイントです。茶色い2本のコードが右側へ行っているのが判ると思います。

DAC基板の様子を下に示します。
今までの度重なる改造のおかげで、とても汚い基板となってしまいました。

この写真は、DAC基板の裏側ですが、JP　GNDと書かれている部分がDigital GNDとAnalog

GNDの接合部です。通常半田で接続されていますが、今回は写真のように分離します。

右上の方に紫色のコードが付いていると思いますが、このポイントがDigital系3.3V電源の
デカップリングポイントなので、DAC基板のDigital系基準GNDになります。ここから、上述の
銅板基準GNDまで紫色のコードで繋ぎます。

基板の下の方に黒いコードが繋がっていますが、ここはAnalog±15Vのデカップリングポイント

なので、DAC基板のAnalog系基準GNDになります。ここから、Digital　GNDと同様に銅板の

基準GNDへ黒色のコードで繋ぎます。

この写真は、DAC基板の出力をバッファリングしているLME49600を使ったBuffer AMPです。

太めの白いコードが基板上端に繋がっていますが、ここがこの基板の電源デカップリングポイント

なので、この基板の基準GNDになります。ここから銅板の基準GNDへ白色のコードで繋ぎます。

この写真は、DAC基板、Buffer AMP基板と銅板の基準GNDを繋いだ様子です。

DAC　Digital GNDが紫色のコード、DAC Analog GNDが黒色のコード
Buffer AMPのGNDが白色のコードで、これらを銅板の基準GNDに繋いだ様子がこれです。

グリーン色のコードを中心にLchとRchから持ってきた各GNDをシンメトリーに配線してます。
この改造により、各回路ブロックの基準GNDが個別に銅板の基準GND一点に繋がることから、
各ブロック間の電源変動相互干渉が無くなり、音質が改善されました。

できれば、DACのAnalog　5V系のGNDとAnalog　±15V系のGNDも分けたいところですが
この基板では、厳しいので次回作でやってみたいと思います。電源基板ももう少し手を入れたい
個所は有りますが、やはり基板の制約で厳しいです。この課題も次回作へ持ち越しです。

何時になるか判りませんが、今回の検討結果を盛り込んだDAC次回作を早く作りたい今日
この頃です。

DAC改造その後

先回、改造内容を整理して、ひと段落したつもりでしたが、まだ何かできるのでは
と考えていたところ、ある方のブログを見ていて、GNDラインの一点アースの手法
にヒントを得まして、私のDACのGNDラインもまだやることが有りそうな気がして、
ちょっと面倒でしたが、GNDの取り方を大きく変えてみました。今までは、電源基板から
各ブロックが芋づる式に繋がっていただけで、DACのDigitalGNDとAnalogGNDも
一緒になっていました。

改造ポイントは

トランスの２次側センタータップを中心に安定化電源の基準GND、
各Audioブロックの電源デカップリングコンデンサのGND、Digital系GND
を全て個別に配線し、RCA出力のGNDに銅板を張り付け強化して
ケースGND含め、一点アースにしてみました。Mi-takeさんのDAC基板は
Analog系GNDとDigital系GNDを分けることが出来ますので、今回分離
して配線しています。一点アースの様子はこんな感じです。

銅板の下側に見える太めの茶色のコード２本がトランスの２次側センタータップ
とACコードのGND線から引いてきた物で、写真では見えていませんが、ケース
背面でケースと銅板のセンター部を繋いで半田付けしています。緑色のコードは
L/R独立電源の整流部のGNDから引いて、銅板のセンター部に半田付けし、
その半田付け部を中心にL/R其々の回路ブロックのGNDを繋ぎました。
銅板上緑色の線を中心に左右に３本づつコードが半田付けしているのがそれです。
各三本GNDの内訳は、紫色がDACのDigitalGND、黒がDACのAnalogGND
白色が出力Buffer （写真に写っているブロックです）のGNDです。

銅板に配線している、各GND線は基板の裏側に直接配線しているので、写真
では左端の銅板部分しか見えません。各ブロックに配線している±１５Vと５Vの
電源ラインハーネスに、以前はGND線が繋がれていましたが、今回GNDを個別に
分けたので、電源ラインハーネスからは外しました。

GND改造前の内部

GND改造後の内部

GND配線を改造した結果、全帯域で解像度が上がり、各楽器の定位、前後位置
奥行き感などが増しました。まだまだ、やれることがありますね。

DAC改造記まとめ

Mi-takeさんのDACキットを色々いじり倒してきましたが、最近ようやく仕上がって
きた感じです。
ただ過去記事の改造内容が二転三転しているので、少し、整理してみます。

以下、紹介する改造内容は、あくまで個人的好みに合わせたものなので
その辺はご理解、ご了承願います。

１：DIX9211　DAI基板改造
X'tal発振回路のGNDパターンを他のDigital系GNDと分離し単独
供給し、且つVddのデカップリングにOS-CONを入れました。
以前使っていたDIR9001よりDIX9211の基板の方が音の見通しが少し悪くなり
もしかしてジッターが悪化する要因が基板にあるのではと思い、行った
改造です。結果、DIR9001の基板の時とほぼそん色ない状態に
なりました。気の性かもしれませんが・・・

２：PCM1792A　DAC基板改造
一番、改造を施した基板です。
・PCM1792Aは出力が高いので、ゲインを抑えるよう、差動合成の
回路のゲインを下げています。2Vrms出力となるよう設定しています。
定数はTI社が公開しているPCM1792Aのデータシートの35ページに記載
されている値に近い物にしています。
・Audio系の電源デカップリングコンデンサーをすべてOS-CONのSP
シリーズに交換
・電源パターンを各ブロック毎に分離して、個別に配線し、各ICの電源端子
に直接デカップコンデンサを配置
・DAC出力を片ch当たり2パラ合成してI/V変換。I/V抵抗は当初の約半分にしています。
・I/V変換OP AMPをOPA2604、差動合成OP AMPにLT1037CN
・PCM1792Aに3か所ある、アナログ電源端子を個別に配線且つデカップリング
コンデンサを個々に配置。OS-CON SPシリーズを使用
・Audio信号ラインの抵抗はPRP社の金属皮膜抵抗に交換
・差動合成回路の帰還コンデンサを磁器コンからメタライズドフィルムコン
に交換

３：LME49600　Bufferアンプ
・初段OP AMPおよびDCサーボ用OP AMPにOPA2604
・帰還抵抗（ゲイン設定抵抗）1kΩからPRP社の金属皮膜抵抗100Ωに交換

４：その他
・電源回路はトランスからAudio5V、±15V電源回路まで2組使用し、
Lch、Rchブロック毎に分けて供給
・整流ダイオードはショットキーに交換
・Audio5V、±15V電源ライン、Audio音声ラインの配線にBELDEN#8503
を使用
・Audio　±15V電源回路出力のLch、Rch用端子其々に2200μ×6個のケミコン
追加。
※本当は整流している一次側のコンデンサー容量を増大したいのですが
レイアウト上改造が面倒なので、定電圧後の出力に追加しました。

以上の結果、可なり満足できる音質になりました。

以前は、あまり良い音で、このヘレンメリルのCDを聴くことが出来なかったのですが
DACがよくなると、ヘレンメリルの口元が見えるような錯覚を覚える歌声が聴こえてきます。
特にWhat's newはセクシーですね～♪
このCDはナロウレンジですし、時には音が割れるような所もありますが、ボーカルは
もちろん素敵ですし、途中挿入されるトランペット、サックスのソロもよい感じで炸裂します。
昔の録音はツボを心得ていますね。

ここまでDAC改造してきても、本当はもっとやってみたい事が一杯あります。でも、
現状の基板では実現が難しいので、次回作を検討中です。
●主な改善ポイントは
・5V電源のDigital Analog完全分離
・Analog5V、±15V　電源のL/R完全分離、および一次側電源強化
・DAC出力ch当たり8パラ合成（DAC IC８個必要）
・ディスクリートI/V変換、差動合成回路
・ジッタークリーナー搭載
等々やってみたいですねぇ。
でも材料費だけでも７～８万前後かかるので、ちょっと予算が・・・