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Rotary-SW-ATTのカスケード

ありきたりな簡単な方法のアッテネータでっすぅ。
2つのATTをカスケードにして、スタック構成で考えました。





【電子VR化が面倒】
スイッチ切替式のATTですが、
1ステップあたりの音量は2dBくらいが使い易いと思います。
しかし最小音量まで40dBくらい絞る仕様を考えますと、接点数が多くなります。
最大音量1接点+絞り込み接点(40dB÷2dB)=21接点

チャンネル数は最低でも2チャンネル必要でしょう。(Lch、Rch)
つまり、
回路によっては4回路21接点のロータリースイッチが必要です。
あるいは最低でも2回路21接点が要りますな。
中々にスイッチが高価ですな。

更には電子ボリューム化するのも面倒くさいですな。
かと言って、音質が犠牲になる様な回路方式を採用したくはありません。
今回はそこを考えてみました。









【よくある方法】
接点の切替を単純化するには、
微細な調整部と大雑把な調整部に分担を分ければ簡略化できます。

微細部と大雑把部のATTが互いに干渉しない様にバッファが入っています。
この様な構成は市販の電子ボリュームICの中身などに採用されていると思います。

回路的には下図のイメージですな。
e0298562_18233275.png
*右は大雑把なATTですな。スイッチは5接点にしてみました。
 10dBずつ切り替えできます。0dB、-10dB、-20dB、-30dB、-40dB
*それに合わせて、左に微細なATTを設けます。スイッチは5接点です。
 2dBステップずつの切替が可能です。0dB、-2dB、-4dB、-6dB、-8dB
*この2つのATTを組み合わせれば2dBステップで25接点分の切替ができます。
 5接点*5接点=25接点  0dB〜-48dB
*4.7kΩより大きい抵抗を使用すると音質劣化します。(これは当方の主張。)
 よって全ての抵抗器は4.7kΩより小さい定数で考えてみました。

しかしバッファ回路が増えた事で、どのくらい音質劣化するのか不明です。
試作して比較試聴すれば判りますよ。さあ貴方も挑戦だっ!
当方はやりませんが。(爆)









【バッファ無しで考える】
バッファ無しで干渉しない方法は、抵抗定数を大きくする?
簡単には下図の定数にすれば可能ですな。
e0298562_18373730.png
当方的にはどうしても高抵抗を使いたく無いんですよ。
純粋な音質以外にも、高インピーダンスになりますとハムノイズを拾います。
また後段につなげるケーブル容量でLPFになっちゃって、高域が影響を受けます。
そしてクロストークも悪化するかも知れませんな。
しかし、
技術力のある貴方ならこの回路でも解決できる筈!(爆)










【良いとこ取り】
まあそんな感じですが、
音質的な条件が色々ありますが、それらを満足する回路は困難なんでしょうか?
いえいえ難しくなく考える事ができます。
例として下図を考えてみました。
e0298562_18475759.png
*考え方ですが、左側の大雑把な方を先に考えます。
 計算方法は当方の過去記事に書いてあります。→直列型ATTの計算
 次にR1を追加してテキトーに調整しまして、2dB減衰する定数を探します。
 更にR2を追加してテキトーに調整しまして、4dB減衰する定数を探します。
 更にR3を追加してテキトーに調整しまして、6dB減衰する定数を探します。
 これで完了。
*左側の微細な調整部ですが、電子化も考えに入れて2dBずつの4接点としました。
 同様に右側の大雑把部は8dBずつの6接点としました。


減衰量は下図となりました。
e0298562_18482845.png

ちょっと最小の4ポイントが若干大きめなので、
R9は82Ωじゃなくて75Ωが良さそうですな。まあいいや。

ちなみにですが、
この回路および定数で音質が良いと断言するものではありません。
当方なら適材適所により定数を変更して使うと思います。

まあ技術力のある貴方ならこの定数でも高音質にできる筈!(爆)










【リレーで駆動して一体化する】
2つのATTをカスケード接続しただけでは実際に扱いにくいですな。
実用的には全てのスイッチをリレーに置き換える訳です。
e0298562_19002956.png
しかしリレーですと電源OFFの時にはすべてのスイッチがOFFになっちゃいます。
すると出力端子は浮いてオープンになってしまいます。それはマズいと思います。

対策するには、
電源OFF時に出力端子をGNDにショートさせる回路が必要になるでしょう。
それが回路図の右下にある追加のリレーという訳です。

えーGNDですが、
オーディオ用のGNDとリレーのGNDは絶縁した方が良いと思います。
シャーシのGNDも無闇に一緒にしない方が良いと思います。
具体的にどうするかは貴方の頭脳次第。(爆)










【手動コントローラ】
原始的な方法です。
1回路24接点(もしくは1回路23接点)のロータリースイッチで制御できます。
下図ですな。ベタ過ぎてちょっと笑っちゃう。
e0298562_19053828.png
まあダイオードマトリクス方式とでも呼ぶ事と致しましょう。

*スイッチですが、ノンショート型でOKかどうか未確認です。
 切り替え時にボコッと言うかも知れません。(爆)
*リレーの駆動ですが、OFFの瞬間に起電力によって電圧が跳ね上がるでしょう。
 ダイオードの逆電圧は十分に高耐圧である必要があると思います。
 何ボルトなのかは天才の貴方なら知っている筈。(爆)
*スイッチが23接点の場合は回路図右下のピンク色のダイオード2個を不使用で。









【マイコン駆動方式】
まあ普通はマイコンを使うでしょう。
下図は一例なので色々な方法が可能でしょう。
e0298562_19093166.png










【ロジックICで駆動】
切り替えステップ数を16接点に端折って簡略化すれば更に簡単になります。
音量調整範囲は狭まりますが、簡単なロジックICで実現可能になります。
ツマミの部分は4bitのロータリーコードスイッチで可能です。
e0298562_19171341.png
*切り替え時にボコッと言うかも知れません。(爆)
*携帯電話着信時に電波を受けて不具合が生じるかも知れません。
 丁度よく音量マックスになってスピーカーが飛ぶかも知れませんな。
 まあ皆さんなら対策方法は熟知している事と思います。(爆)
 U1、U2の入力端子A0、A1ですが根本に設けた抵抗はその一例です。


ちなみにですが、74HC138の出力を反転させたいですな。
リレードライバはPchじゃなくてNch-MOSFETを使いたい。
それも74HC238に変更すればOKですな。
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【電源ON時の遅延】
もしかすると、電源ON時にボコッと言うかも知れませんな。
それを考慮しますと電源OFFミュートのリレーは遅延させた方が良さそうです。
e0298562_19261330.png

遅延回路の抵抗値は大きくできません。リレーがONしなくなっちゃうからね。
適度な定数設定が求められます。(爆)
ダイオードは電解Cの放電用。電源OFF時に瞬時にOFFさせる用です。











【光MOSFET】
まあ小信号オーディオ用のリレーも売られている様な気もしますが、
下図の様な「光MOSFET」という素子も使えるかも知れません。
一例としてPS7200Kという部品ですが、似たような物は他社にもあるでしょう。
ON抵抗が低く、寄生容量が極小で、高周波信号の切り替えにも使える品物です。
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データシートを見てみますと、
PS7200Kを使用しても歪率はあまり悪化しない様な感じでしょうか?
アナログスイッチの4066よりは全然良さそうですが?
んー試聴していないので現時点では判りません。(爆)

寄生容量が極小という所が高音質におおいに寄与しそうなんですが?
もしかして高音質かも?







てな感じです。
今回は試作がありませんで、構想と回路図だけですが、
これから応用して作ってみようと思います。
時期不明。


当方はいつも間違いだらけなのでそのまま信じずに、
ご自分の判断でお願いします。
電源オンの直後に電死壊炉になっても当方は知らんです。(爆)
怨霊マックスで呪わないで下さい。(爆)









当記事は回路アイデアの範疇という事で、
誰でも自由に自己責任の範囲にてご利用可能と思います。
高音質化の部分も大した方法じゃないのでご利用OKと致します。

しかし当記事の定数や部品のまま使うのではなく、自分で設計して下さい。
解らない所があったら参考書を見れば載ってますよ。
そして皆さんが設計されたものに関して当方は一切関知致しません。
たまたま定数が一緒でもそれは偶然の一致です。当方は無関係。(爆)
面倒な事を持ち込まれる可能性があるので、お墨付き(許可)は付与致しません。
自己責任にてお願いします。








by ca3080 | 2018-07-04 20:09 | オーディオ&電子工作
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