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新日本無線 MUSES03のオフセット電圧とか諸々考察

 3日ほど前、twitterで上記の話題が賑った所ですが…(言い出しっぺ)

この問題、ググッた所アーリーアダプター諸兄が書かれてなかったのもあって、じゃあ言い出しっぺだし仕方ないちょっと書くか、という事でコラム的なアレです。

 

新日本無線株式会社 MUSES03 製品紹介ページ

MUSES03自体、新日本無線MUSESラインナップ初のシングルchJFETオペアンプと云う事で、元々MUSES01・02のスペックにも音にもガッカリしっ放しの自分としては相対的に見て食指が動くモノであったのは確かです。(MUSES01に至ってはスペックはOPA2111みたいな30年前の枯れた傑作をなぞるが如きモノでしたが、じゃあ2111みたいに味もあって音場も広くて所謂「音楽的」という表現に合致するか、そして@¥3,500.-出す価値があるかと言えば率直に疑問符が付きました)

いざDSを見てみると…GB積は12MHzノイズ電圧は7.5nV/√Hz(OPA627は5nV/√Hz@1kHz)、THD(+Nが付かない)は0.00003%(同条件10倍ゲインのOPA627のTHD+Nは0.0003%)、SRは35V/us…

う〜ん、まぁここまでは少なくとも01よりは大分マシだし、昨今の新世代の精密オペアンプのラインナップから観ると見劣りはするけど、今までのラインナップに比べれば相対的には頑張った感じはよく判るワケです(無論そこは評価したいという気持ちがあるのです)。

しかしそれでも、CMRRが90dBでPSRRが100dBですか…(OPA627AはCMRR110dB・PSRR120dB@100Hzで一桁分下回りますし、CMRRが100dBに届かない時点でI/Vには使うには信号ロスが大き過ぎてわざわざ選ぶ理由はなく、後述のバイアス電流の大きさもあって選択肢から除外されます。I/Vは単純にSRが速いだけではダメなのです)

そして今回の問題の大元である入力オフセット電圧がtypicalで1mV(それ自体は特に珍しくもなく、そこまで実際は大きくないと思っていたアタクシが甘かった)

入力バイアス電流typicalで5pA(ここは分かる)、max250pA(←えっ50倍?)

入力オフセット電流typicalで2pA(ここは分かる)、max220pA(←えっ110倍??)

まぁDSに書いてあるmaxなんてのは基本保険みたいなモンだし、そうそう実物では外れやしないだろう…そんなふうに考えていた時期が 俺にもありました

 

オペアンプというのは反転入力と非反転入力の電位差が0Vになる様に働くモノで(イマジナリーショートと云いますが)、オペアンプの反転入力・非反転入力間に発生したオフセット電圧というのは当然そのオペアンプに科されているゲイン倍に増幅されます。

手持ちにある秋月の店頭で買った6個のMUSES03を改めて実測してみましょう…反転入力に-を、非反転入力に+を繋げて直流レンジで見ればOKです。

#1 -5.6mV

#2 4.3mV

#3 -7.1mV

#4 2.8mV

#5 -1.8mV

#6 -9.2mV

こ  れ  は  ひ  ど  い

(少なくともtypicalで1mVというには盛り過ぎじゃないだろうか…?少なくとも似た様な公称のOPA141でもフツーに実測100uV切りますよ)

つまりどういう事かと云えば、等倍ゲインつまりボルテージフォロワの状態で出力にこれほどのオフセットが乗る事になります。

という事は#6を直流11倍ゲインの回路(よくあるRf10kΩでRgが1kΩ的な高ゲインの回路みたいな)に載っけた日には100mVのオフセットが出力に乗るワケです。まぁフツーにヘッドホン相手に使用する上では危険なレベルですね…

しかもmax値が定義されてないので、それに伴い設計する上でのワースト値も定義出来ず、今の段階ではハイエンド用に供するのは怖い印象が否めません。

NCの1,5,8pinにOffset Nullピンでも割り当てられていれば調整出来るのでまだ良いのでしょうが…それさえ無いとなれば、そのまま使えという事ですからね。

秋月はB級品でも掴まされたのか?という邪推すら生まれかねない数値です(いや普通に秋月で売ってる個体は正規品ですよ念の為)。

それにしたって、ここまでのバラ付きが出るとなると選別前提での購入になるワケですが、2,500.-ですか…桁2つ程安くないとやってられませんよ。

少なくともこの値段のオペアンプで鳴り物入りの鮮烈デビューをさせたいなら、ガッツリ選別して瑕疵の有り得ないレベルのを市井に投入してアーリーアダプターの評判を稼ぐ…なんてのもよくあるマーケティングだと思うんですがw

 

閑話休題…じゃあ、無理矢理でもいいから取り柄を探そうと考えるんですが、「出力電流が高めに採れる」という事位でしょうか。

(いや重めの負荷掛けたところで自身の熱でドリフトを起こしてしまい更に直流が乗る、というジレンマ)

しかも今月1日改訂のVer.4.2のDSを見たところ改訂部分として、P.4に出力保護抵抗の計算式としてこんな事が書いてありました。

MUSES03 データシート

う〜ん、これは頂けない。

ラインアウトの出力など、受け側のインピーダンスが十分高いアプリケーションの場合は気にならない所ですが、現状使われている実態や電源電圧が±3.5Vからというポタ向きの状況から、現状実運用では相応に受ける負荷は高い状況が多いのではと推察されます。

特に、低いインピーダンスのイヤホンや多ドラのIEMなんかに上記式を適用した回路を使った場合、ダンピング抵抗が大き過ぎてまず音量が取れない、クロスオーバーが変わってヘンな音になる…の様な副次的なマイナス要素を孕みます。
少なくともポタの運用では出力インピーダンスの低さは必須なのです。

(そもそも本来A47のダンピングはループ内に配置されているので、見かけ上の出力インピーダンスは低いのです)

じゃあ出力インピーダンスを低く保ちながら、どんな風に電流制限を掛けるか?を考えてみましょう。

 

一番手っ取り早いのは↓のやり方の応用です。

ADD CURRENT LIMIT TO THE BUF634

所謂A47の変形で、各ループ内ダンピング抵抗成分の両端電圧が等しくなる事を利用した方式で、抵抗の代わりに互い違いに接続したダイオードのVfを電圧参照源として用いるやり方です(どうあれ位相補償の為にダンピング手前から100p程度は入れて帰さないといけませんが)。

例えばSBDを用いたとしましょう。Vf=0.35Vとして、その時に尖頭電流として定義された250mAよか低くマージンを取り(上記の熱の因るドリフトの怖さも加味して)max50mAの負荷となる様に抵抗を設定します。

0.35[V]/0.05[A]=7[Ω]

7ΩをMUSES03の出力直列に入れ、後段のバッファ段出力直列に互い違いにしたSBDを入れます。

バッファから出てSBDを流れる電流がそれなりにある(不飽和〜凖飽和領域でVf未満でもちょいちょい流れます)為に相応にダイオード両端にノイズが発生しますが、オペアンプのNFBループ内なのでゲイン段のオペアンプのCMRによって排除される(※)ので気にする必要はありません。

※ちなみにこれがCMRRが低い(=ループ内に発生するノイズを除去する能力が低い)MUSES03をI/Vに使いたくない理由の一つでもあります。

 

結論としてハッキリ云えば、DCサーボや出力カップリングが入っていない回路での運用が怖い以上、「現状のMUSES03にゲインは持たせたくない」というのが正直なところですね。

もしA47的な構造でMUSES03を用いるのであれば、ガッツリ選別してDCオフセットが出ない担保が無い限りはバッファとしての運用しか考えられないと思います。

とは言えまだ先行量産段階との事ですから、本チャンのマスプロで是正されるかどうかも注視して行きたいところですね。

| 雑記 | 23:30 | - | - | pookmark |
あけましておめでとうございます。

  有難い事に、年末年始は70改乙絡みで忙殺されておりまして、且つその後で風邪で寝込むなんて体たらくでございました。

さて早速ですが、そのAK70改乙とPAW改絡みのオハナシです。

 

(2/28追記 明日クロック到着します ※現状17人待ち、4月上旬受領の見込みです)

どうあれ入金順での作業である以上、スムーズな入手をされたい方は割とお急ぎいただいた方が宜しいかと思われます。

 

この2機種は当方としても理論として完成した自信作であり、評判も良かったので割と捌けるスピードが予想を上回る現状です(特に70改乙)。

このクソコテ理論、現時点で施工中のDX90であったりAK240であったりにも適用試験を続けておりますが、やはり正負出力を持つDACチップ全般に対して適用可能という汎用性もあって今後はこういう路線の音…所謂「クソコテサウンド」の確立と言っても過言ではないなと判断しています。

この理論、一言で言い換えれば「DACのきもちになるですよ」です。

やってる内容としては至極難しくもない事ですが「回路の教科書通り」な優等生回路で横並びの昨今のDAP達からもう一歩踏み込んだ内容ですね。

まぁそんな事を言ってると…「先人が思い付いたけど敢えてやらなかった事」とか言われそうですが、ちゃんとトランジェントも対称ですしS/N比も改善しているので、一応数字の上では証明出来ているので良しとします。

特に70改乙に於いては本当にポテンシャルが遺憾なく発揮出来ているので、比較的お手頃なお値段でこの音!というのは何にも代え難く。ハッキリ云ってしまえば「期待して良い」です。

そして、今後70の上位機種が出た際にどれだけの向上余地があるのかに期待をしつつ、新年のご挨拶の結びとさせて頂きます。

| 雑記 | 07:00 | - | - | pookmark |
雑感というか総括というか。

 GWももう終わりで、遷座400年記念の神田祭の準備もたけなわといった具合で非常に活気に満ちあふれている感じな事務所界隈です。

さてブログとか抜きにして単なるドメインで見れば、まぁ書いてある通りではあるんですが来年から本気出す!来年から本気出す!と言い続けて早4年半ですねw

やっと色々始動します感。まぁまだ色々これからよと。

取り敢えずは相方の新作を含めて、海外を見つつちょいちょい始めて行く感じなのですが。

(スイッチクラフトって事で、同じプラグなのを全面に推すとか?な〜んつって)

でもやっと二人で始められる、という個人的には非常に感慨深く且つ安堵をしつつな状況であるのですよ。

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| 雑記 | 09:00 | - | - | pookmark |
新年のご挨拶。
 新年明けましておめでとうございます。
旧年中は各方面にお世話になると同時に、ご心配ご迷惑をお掛けした面もございました。
目下諸々を挽回すべくペースを上げております。

こんな近況ではありますが、本年も宜しくお願い申し上げます。
| 雑記 | 00:00 | - | - | pookmark |
失うこと、学ぶこと、歩むこと
 物事というのは本当に重なるもので…先週の中頃に身内に不幸がありまして、結局のところ先週から今週に掛けては葬儀諸々に携わる事になってしまいました。
御心配御迷惑をおかけしまして重ね重ねすみません。
幸い滞りなく式も済みましてホッと胸を撫で下ろした状態でして、精神的にはそれなりに晴れやかな気持ちではあるんです。
人の死に接すると、その時はその時で目の前にある事への対処でいっぱいいっぱいになってしまいがちですが、それでも事態を受け入れてそこから何を学び、何に活かすか?が供養でしかないので、自分は飽くまでこれからそれに邁進するのみです。

 思えば…最初は商売をする事に対して消極的であった自分が何故わさわざこんな事を始めたかと云えば、ポタアン改造用の抵抗やコンデンサを買いに行った際に例の事件を現コトブキヤ付近で目の当たりとして価値観や死生観がガラリと変わったからです。本当に人の最期というのはどうあれ呆気ないものだと知りました。
そこから得たのは自分の生きた証を残せないまま予期せず死にたくないな、という思いに尽きます。以前から書いてはいましたが「こんなバカなアンプを作った奴がいる」と思い出してくれればそれで自分は大満足なんです。同時にそれがお客さんにとって特別なら尚更の事で、こんな幸せな事は無いんだと心から思っています。たとえばカスタマイズ上等、特別仕様上等のfi.Qというアンプにはそんな気持ちもあり、だからこそ理解してくれる人への特殊な販売体系を採る理由の一つでもありました。使う人の心も反映されるアンプであって欲しいので。

 そんな自分のアンプを待ってくれてる人が居て、一刻も早く届けなければならないこの現状は非常に幸せな事なのだと思うんです。
ここに初心を新たにして故人への餞としたいと思います。
| 雑記 | 14:00 | - | - | pookmark |
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