お気の済むまでイヤホンとことんエージング！

■回路図

イヤホン エージング機 キット
http://fixerhpa.web.fc2.com/
イヤホンやヘッドホンのエージングに効果が本当にあるかどうかよくわかりませんが、エージング音源を長時間にわたって再生するプレーヤを用意することが面倒なのは間違いありません。
そこでイヤホンやヘッドホンのエージングをするための専用機を開発しました！

■エージング信号について
一般的に、新しく購入したイヤホンをエージングする場合、音楽を長時間鳴らし続けて行う方法と、ホワイトノイズやピンクノイズ等といった信号を用いる方法とがあります。
今回参考にしたのは「プログラム模擬信号」というもの。これは、IEC 60268-1(Simulated Program Source)や、JEITA RC-8100Cにて規定されている、実際の音楽信号に近いパワースペクトル分布を持つランダムノイズ信号です。ピンクノイズと比較すると、低域および高域が削られた特性となっており、イヤホンの測定などに用いられています。
これらの信号を測定に用いる場合は正確な特性を必要としますが、今回の目的はエージングであるため、そこまで厳密である必要はないでしょう。どの信号も聴感では「ザー」と聞こえますし、周波数特性はイヤホンごとに異なりますので、まあそんなところです。

GNDを接続せず、R-L間に信号を印加することでノイズ音が左右逆相で出力される

本機では、これらの信号を参考にしつつ、低域や高域が過剰にならないようなノイズ信号発生回路をシンプルに実現させました。

■動作説明■パーツリスト
部品番号

値

表示・型番

R1R2
C1,C4
C2C3F1SW1CN1J1U11kΩ
2kΩ
47μF
0.1μF
0.022μF
100mA

茶黒赤金
赤黒赤金
104
223
XF010
SK-12D01-VG4
5075BR-04-WH
MJ-4PP-9
CY8C24123A-24PXI

数量

部品名

1 1/4W カーボン抵抗
1 1/4W カーボン抵抗
2 電解コンデンサ
1 積層セラミックコンデンサ
1 積層セラミックコンデンサ
1 ポリスイッチ
1 スライドスイッチ
1 USB コネクタ
1 3.5mm ジャック
1 PSoCマイコン 書込済
1 8P ICソケット
1 専用基板

ホワイトノイズはともかく、ピンクノイズやプログラム模擬信号の周波数特性を正確に再現しようとすると、複雑なイコライザ回路となり、多くの部品を必要とします。今回は回路の規模を極力小さくするために、PSoCマイコンを採用しました。PSoCはデジタル回路だけでなく、アナログ信号の入出力を備え、フィルタやゲインコントロール回路をソフトウェア的に制御して信号処理できるマイコンです。
マイコン内部で乱数を発生させ、そのデジタル信号を1bitストリーミング出力。この信号がホワイトノイズと同等のスペクトル分布となるため、これを内部ルーティングでマイコンのアナログ入力に接続し、スイッチトキャパシタ方式のフィルター回路を通して低域と高域をなだらかに落とした信号に加工しています。というように、ここまではPSoCマイコン内に書込み済みのプログラムによって信号処理が行われています。
PSoCから出力されたノイズ信号は、出力回路の保護およびアッテネータを構成する抵
抗、超高域をカットするコンデンサ、DC(直流)バイアス成分をカットするコンデンサを通してイヤホンに出力されます。

■使い方
電源はマイコンに直接供給されるため、安定したDC5Vが必要で、乾電池等は使用できません。そこで使い勝手の向上および事故を防ぐために本機ではUSB端子から5V電源を供給することにしました。PCと接続しての使用も可能ですが、USB ACアダプタの使用を想定しています。大電流のものである必要はありません。
電源を接続し、イヤホンを挿し込むだけで何十時間でも何百時間でもノイズ信号がひたすら流れつづけます。基板が壊れない限り、何千時間でもノイズ音源が鳴り続けることでしょう。
長時間にわたって通電されることが想定されるため、基板のショート防止など、安全対策について各自十分に配慮して使用してください。
イヤホンから出力されるノイズ信号は左右逆相となるようにしています。これにより左右のドライバを向かい合わせて置くことで出力音を打ち消し、エージング時の音漏れを最小限にすることができます。逆相の信号にするために出力ジャックのGNDは結線されていません。
よって出力ジャックには外部アンプなどに接続したり、出力を分配することはできません。
一般的な3極のイヤホンもしくはヘッドホンを単独で接続してください。
エージングの再生音量ですが、適切な音量がどのくらいであるかはここでは触れません。
LOW (標準)およびHIGH(大)の2種類を用意しましたので、ヘッドホン、イヤホン、インピーダンス、感度などに応じ、ふさわしいほうを選択してみてください。
※電力についてマイコンから出力されるノイズレベルは530mVrms程度です。これを1kΩ(HIGH時)または3kΩ(LOW時)の抵抗を経由してイヤホンに接続しますから、切り替えスイッチの位置やイヤホンのインピーダンスにもよるものの、せいぜい1μW～0.1mW程度です。ノイズ出力はそれなりの音量として聞こえますが、電力としてはかなり小さい部類です。
よって、過大入力によってイヤホンにダメージを与えるような心配は一切不要です。
イヤホンで消費される電力の目安 (左右ユニットの合計値)
10163263120250
イヤホンのインピーダンス
電力 (HIGHモード)
0.005 0.008 0.016 0.028 0.044 0.062
電力 (LOWモード)
0.6
1.01.93.6
6.4 11.5

お気の済むまでイヤホンとことんエージング！

■専用アクリルカバー（別売）のご案内

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600 [Ω]0.07 [mW]19.1 [μW]【内容物】
透明アクリル板
50×38mm 板厚2mm ×2枚

エージングを行ってみた結果はいかがでしょうか？ 効果があるか無いかはよくわかりませんが、本機を使ってみることで、音響機器のエージングについて考えてみるきっかけとなれば幸いです。
なお、エージング信号についてはPSoCマイコンのプログラムを自作、書込みすることで、他の音源を出力することができます。興味のある方はこちらにも挑戦してみてください。

六角両メネジスペーサー M3用 11mm
丸型中空スペーサー M3用 2.5mm
ナベ小ネジ M3 6mm
ナベ小ネジ M3 10mm※キットの製作には電子工作に関する多少の知識を必要とします。設計にあたって十分に配慮をしておりますが、製作および使用にあたっては各自、十分な安全管理のもと行ってください。
※本キットの提供は、完成を保証するものではありませんが、どうしても動作しない場合、製作にあたってのアドバイスは可能です。ブログのコメント欄もしくはtwitterにてお尋ねください。

アクリル板の加工はレーザーカットにて行っております。
保護紙を剥がしてそのまま使用できます
が、万一、バリが出ている場合はヤスリがけ等を行い、怪我のおそれが無いようにしてください。
なお、使用に差し支えがない程度の少キズについてはご容赦ください。

お気の済むまでイヤホンとことんエージング！

「イヤホン エージング機」 製作マニュアル2017.6 designed by Fixer

http://fixerhpa.web.fc2.com/

イヤホン エージング機 キット

ナイロン製 各4個