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おすすめの電源トランスについて
- アンプ製作に必要な電源トランスについておすすめのメーカーやスタンダードなものを教えてください。
- 35Vの出力が必要な電源トランスを探しています。アンプは片チャンネル25W(8Ω)で50mAです。
- オーディオ用の電源トランスには高価なものもありますが、とりあえずはスタンダードなもので構いません。知識もつけていきたいと思います。
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>> SEPP回路という構成のアンプ // SEPP自体は、増幅回路の基本の１つです。トランスは、必須ではありません。 >> そのアンプに併せてプリが構成されているなら、今回のアンプだと、不足するところがあるんじゃないか // 現代的な一般のパワーアンプは、単体で20～30dBのゲインを持っています。STK031もこれに準じるといって良いでしょう。他方、プリアンプも、10～20dB程度のゲインを持っているのが普通です。 しかし、一体構成なら、電圧増幅はプリ部分に一切任せて、パワー部分はただの電流バッファ（あるいは数倍程度のゲイン）として設計しても構いません。たとえば、プリ部分の最大出力電圧を6.0V、パワー部分のゲインを3倍とすれば、最大出力電圧は18.0Vなので、電源さえ確保すれば40Wの出力が得られます。 に対して、STK031の電圧ゲインは30倍以上あるので、この計算では、プリの最大出力時には、スピーカー出力に180Vもの電圧を発生させる必要があります。もちろん、STK031にそのような能力はありません。 ゆえに、足りないものがあるとすれば、むしろ「プリの出力を減衰させること」だと考えたのが、先の回答の趣旨です。 >> 今回のアンプは、一般的な、CDデッキなどのライン出力を、そのまま入れたら良いものでしょうか？ // 基本的にはそうですが、ラインレベルの信号は、最高でだいたい2Vrms程度なので、それでもやはり入力電圧が高すぎます。STK031の入力の直前にボリュームを付けてCDプレーヤーなどと直結するのが、最も簡単な構成でしょう。 >> 回路の、スピーカーのマイナス、電源のマイナスを全て同一に落としています // 私も完全に理解している訳ではないので、偉そうなことはいえませんが、基本的にはそれで構いません。「どこで、どういう経路で落とすか」が、いわゆるアースループの問題です。 たとえば、「電源系のどこか」でシャーシアースがされているときに、「信号系のどこか」がシャーシに落ちていると、これが大きな輪になってノイズを拾います。「プリ部分の電源系」と「パワー部分の電源系」や、「左右の信号系のグラウンド」など、様々なパターンが考えられます。 「マイナスはグラウンド（アース）に落とす」という基本を守ろうとするあまり、妙なループができていることに気がつきにくいので、見つけ出すのが難しい問題の１つです。 >> ポッというのではなくブィィィィンみたいなカンジ // STK031単体での回路に間違いがなく（問題の切り分けのために、プリ部分とは分けてテストして下さい）、（STK031の）入力をショートしていても同じ症状が出るのなら、電源の容量不足（と平滑コンデンサの容量不足）かも知れません。 他方、プリ部分と同時に電源が入る仕組みなら、プリ部分がスタートアップ時に不安定になっている可能性もあります。
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- Yorkminster
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>> 抵抗82Ωがこげたようになっておりました。 // データシートの等価回路を正確に理解できないので、この抵抗（とC2）の役割が分からず、どの程度の電力が消費されているのか分かりませんが... 一般的に、抵抗器は、定格電力の50%程度まで、できれば30%程度までで使用した方が良いと思われます。定格の90%で使っても抵抗器自体が燃えることはありませんが、周囲に熱をばらまいてトラブルの原因になり得ます。 抵抗が焼けこげるということは、消費される電力に比して定格が小さいためでしょう。そこで、定格の30%を目指すという意味で、いま付けてある抵抗器の5倍程度のものに変えてみてはどうでしょうか。例えば、1/2W型なら3W型の酸金タイプなどにします。 （ただ、大型の抵抗が必要な部分には思えません。抵抗が焼けるほどの大電流が流れているということは、ほかに原因がある気がします。） また、空気の対流を良くするため、基板から1～2cmほど浮かせてハンダ付けします。抵抗器は、リード線やパターンによる放熱も考慮する必要があります。 なお、トランスの容量について少し調べていましたが、常に容量いっぱいの電流を流していると鉄心の温度が極端に上がるようです。温度フューズが内蔵されている場合は溶断して保護されますが、内蔵されていない場合は絶縁不良などの原因になり得るので、やはり本番用にはもっと大型のトランスを用意した方が良いと思います。
- Yorkminster
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>> 電圧はダイオードの後ろで48V出ておりました！これは問題なさそうです。 // それはDC電圧ですか？ DC電圧は、平滑コンデンサより後ろで、テスターであればDCVレンジで測る必要があります（より望ましくは、抵抗などに電流を流して測った方が良いでしょう。たとえば、1kオーム/10W程度のセメント抵抗の両端電圧を測ります。なお、10Wの抵抗に2.3Wを消費させるとかなり熱くなるので、注意してください）。 >> レコードを再生しながら、プリにあるバス・トレブルを最大にし、ボリュームも最大にした状態で、6.5から7.5ボルト前後出ておりました。 // テスターが測れる周波数レンジは、高くても数100Hz程度なので、音楽の音声は、そのままでは測定に適しません。たとえば、300Hzくらいの正弦波などを使わないと、テスターだけでは正しい測定ができません（特にアナログテスタは周波数特性が良くないのが普通です）。 ところで、STK031の最大出力が25W@8オームなので、このときスピーカー出力の両端には14.14Vが現れています。STK031の電圧ゲインが30dB=32倍（ただし0.1W出力時）なので、最大入力電圧は、0.442Vです。したがって、もしプリアンプの最大出力が7.0Vあるとしたら、STK031の前で1/15程度に減圧してやらないと、まともに音量調整できないことになります。 >> もともとのアンプが、トランス付きのアンプなので // それは、プリ・パワー間に入っているのですか？ であれば、昇圧しているのか降圧しているのかが問題です。 そして、既述の通り、電源の容量が限られており、容易に電圧が変動しうると思われますから、STK031への入力は、むしろしぼった方が良いのではないかと思います（しかし、単に減圧するだけなら抵抗で分圧すれば良いのに、あえてトランスが使われているというのは、気になります）。 >> アンプ部の電源が入る瞬間、かなり大きなポップ音がします。 // 古いICなので仕方ないと思いますが、気になるようなら遅延リレーを入れるしかないと思います。 >> また、ブーンと低音の音も(ノイズ？)結構出ます。 // STK031単体でも出るなら、リプルが抑えられていない可能性があります。これは、ある程度コンデンサの容量アップで対処できる可能性があります。 他方、STK031単体、あるいはプリアンプ回路も含めて、アースループができている可能性があります。思いがけないところでループしていることがあるので、配線を中心に注意深く検査する必要があります。
補足
デジタルテスターを用いて、DCレンジで計りました。 コンデンサーの前でしたので計りなおして見ます。 オシロは持っていないので、なんとも分からないですね・・・。 私もよくわかりませんが、SEPP回路という構成のアンプのようです。アンプに、小さなトランスが２つあるのですが、昔、そういう方式があったそうです。 そのアンプに併せてプリが構成されているなら、今回のアンプだと、不足するところがあるんじゃないかと思いまして。。 今回のアンプは、一般的な、CDデッキなどのライン出力を、そのまま入れたら良いものでしょうか？？ 回路の、スピーカーのマイナス、電源のマイナスを全て同一に落としていますが、それがまずかったでしょうか？？ http://blogs.yahoo.co.jp/sundays120001(電源トランスは、センタータップのタイプにしています) ポップ音というか、ノイズ？ですかね・・・ポッというのではなくブィィィィンみたいなカンジで、電源投入時になりますね。
- Yorkminster
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>> やはり、定格以上をキープできるように考えるべきなのですね。欲いえば、最大定格に近いほど安心と言えそうですね。 // この手のICは、動作電圧に幅があります。たとえば、 ・最低限、正常に動作させるのに必要な電圧 ・想定される用途での典型的な電圧 ・仕様上の最大出力を得るのに必要な電圧 ・過電圧で故障しない上限の電圧 などです。定格電圧というのは、2つ目や3つ目を指すので、敢えてそれ以上の電圧を加える必要はありません。絶対最大定格というのは、「何かの弾みで印可電圧が高くなっても大丈夫なように設けられたマージン」なので、これギリギリを狙って設計するのはあまり良くありません。 また、定格電圧以下で使っても問題はなく、ただ最大出力が低下するだけです。定格出力25WのICでも、実用上の定格出力が15Wで足りるなら、電圧を落として使っても構いません。 もちろん、素人の工作なので、「経験上、絶対最大定格ギリギリの方が音質が良いと思う」といった理由で余裕のない設計をしても、それはそれで構いません（売り物と違って、スピーカーが壊れても、火事になっても自己責任ですから）。 >> 大きめにしておくほうが、高音質 // 原理的には、そうです。理想的な電源というのは、「要求された電流は、いつでも、瞬時に、不足なく供給できる」「どんな状況でも電圧が変動しない」というものです。 いいかえれば、マンションやビルの貯水槽と思えば良いでしょう。水道管（トランスの電流供給能力）を太くするだけでは追いつかないので、貯水槽（コンデンサ）に一時的な蓄えをしておくのと同じです。しかし、元の水道管が細いのに貯水槽だけ大きくしても意味がありません。むしろ、貯水槽が溜まるまで満足に給水できなくなるので、「過ぎたるは及ばざるがごとし」になります。 なので、今回の場合、平滑コンデンサはあまり大きくしすぎない方が良いのではないか、ということです。 >> １Aのトランスだと、せいぜい何Ｗくらいのアンプが妥当でしょうか？ // あまり詳しいことは知らない（勉強していない）のですが、トランスの2次側電流は、平常時で定格の60%程度に抑えておかないと電圧が低下する、と聞いたことがあります。そうすると、負荷（アンプの回路）でのロスがゼロとしても、電流の上限が600mAという縛りがあるので、4オームに600mAが流れるのは電圧が2.4Vのときで1.44W、一方8オームに600mAが流れるのは4.8Vのときで2.88W、ということになります。 したがって、（出力電圧が4.8Vなので電源電圧自体は12V程度で十分足りる反面、）電流容量が足を引っ張って、低インピーダンスのスピーカーには極端に弱いアンプになる、といえます。 ということで、電流容量が1Aだと、モノラルで定格3W@8オーム、最大5Wくらいのアンプが良いところだと思います。
お礼
本日、アンプを作成いたしました。 電圧はダイオードの後ろで48V出ておりました！これは問題なさそうです。 しかし、音が小さいのです。(L/R)ともにです。 プリからのピンケーブルの、電圧を計ってみました。 レコードを再生しながら、プリにあるバス・トレブルを最大にし、ボリュームも最大にした状態で、6.5から7.5ボルト前後出ておりました。 もともとのアンプが、トランス付きのアンプなので、同じようにして、音声入力の電圧を上げる必要があったりするのでしょうか？？ また、アンプ部の電源が入る瞬間、かなり大きなポップ音がします。 また、ブーンと低音の音も(ノイズ？)結構出ます。。 簡単なようで、難しいですね。
補足
おはようございます。 再度、大変分かりやすい回答をいただきまして、ありがとうございます。 不安、疑問に思っている事が、一度に解決いたしました！ ICは、定格の最低電圧がかからないと、動作しないものだと思っていました。 出力が下がってもよいなら、電圧(＝電流も)が下がっていてもよいとは知りませんでした。 そんなに大きな音は出せないから、問題はなさそうな気がします。 水道の例えはとても分かりやすかったです。無用に大きすぎる必要も無いわけなのですね。もちろんコストもかかるわけですから、ここは無駄のないようにしようと思います。 トランスが、一番高くつきますね、トランスが、重要な役割を担っているということも良くわかりました。 車体(アンプ)だけ大きく、エンジン(トランス)が小さな自動車みたいに考えたらいいですね。 そろそろ部品をあつめ、蛇の目基板などで製作してみようと思います。 詳しい、分かりやすい回答を頂きましたお陰でやっとふんぎりが付きそうです！ http://blogs.yahoo.co.jp/sundays120001 近況をアップしますので、またのぞいてみてください。 コメント欄からお知恵を頂けましたらうれしく思います！ 有難う御座いました！
- Yorkminster
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>> 三洋セミコンダクター社製STK031 // 古いICなので、詳しいデータシートが見つかりませんでしたが、ネット上で入手できたものによれば、Iccoは「Quiescent Current」に当てられています。英和辞典を引けば分かりますが、「Quiescent」とは「静止した、活動していない」という意味です。つまり、何も増幅作用をしていないときのアイドル電流と考えて構いません。 http://japan.maxim-ic.com/glossary/index.cfm/Ac/V/ID/1009/Tm/Quiescent >> STK015などにすると // この場合、最大10Wなので、同様に計算すれば I = 1.12 となります。2台分だとすると、2.5Aは欲しいところです。そうすると、いずれにせよ電源の電流容量に不足があるので、結果的にはあまり変わらないような気がします。 また、STK015の定格電圧は32V、絶対最大定格が48Vなので、40Vのトランスでは無理があります。40 * 1.4 = 48 なので、ダイオードでの電圧降下を含めると収まりそうな気がするかも知れませんが、コンセントの電圧自体、100Vといいながら95～105V程度の幅で変動しても良いことになっています。また、トランスの誤差も+/-5%くらいあり得ますから、最悪条件でも45V以下くらいをキープできるように設計する必要があります。 >> 電解コンデンサーは大きすぎる必要はない // ほんとうは、必要最小限の容量と、可能な最大限の容量とを、ある程度計算によって導くことができます。が、そこまで厳密な設計は、私には荷が重いので、自作のときにはかなりテキトーに決めています（「一般人」たる所以です...）。 STK015のデータシートにある参考回路を見る限り、IC直近の電源デカップリングは1uFで良いことになっているので、STK031でも、最低限そのくらいあれば足りるのかも知れません。 また、STK015にしろ、031にしろ、定格電源電圧と絶対最大定格との間にかなりの開きがあるので、もともとリプル耐性が高いようにできているのかも知れません。つまり、STK031の場合、リプルの下限が48V、上限が60V近くになるような（粗末な）電源でも、それなりに動作するように作られているのではないか、という気がします（ただの思いつきですが）。 そうすると、一般的には大容量の方が高音質とされていますが（確かにその方が電源のインピーダンスが下がって理想には近づきますが）、このシリーズのICの場合、平滑コンデンサ（もデカップリングコンデンサ）もあまり大容量でなくても良いのかも知れません（追加できるスペースを残しておいて、ノイズが気になったり、動作が不安定になったりするようなら、少しずつ容量を追加していくのが良いと思います）。
補足
おはようございます。 引き続きご回答いただきまして、ありがとうございます。 アイドル電流 との事、完全に取り違えておりました。おっしゃるよう辞書をひいたら良かったですね、次からはそのようにいたします。。。ハイ( (。・ｘ・)ゝ おっしゃるように、「40 * 1.4 = 48 なので、ダイオードでの電圧降下を含めると収まりそうな気がするかも知れませんが、」収まるであろうと軽率に考えていました。 やはり、定格以上をキープできるように考えるべきなのですね。欲いえば、最大定格に近いほど安心と言えそうですね。。 ダイオードの電圧効果(１．４)は頭に入れていましたが、コンセントの電圧の変動・トランスの許容誤差まで入れておりませんでした。。とても参考になります。 電解コンデンサーの容量ですが、色々と検索すると、大きめにしておくほうが、高音質との表記を多数見かけたので、そうなんだ！？と思った次第です。 「定格電源電圧と絶対最大定格との間にかなりの開きがあるので、もともとリプル耐性が高いように・・」 私もそう思いました。リプルというのがどのような悪さをするかわかりませんが、動作電圧の最大と最低の値に、STKのICは開きがあるんだなと、ひょっとしたら、多少ズレててもいけるんじゃないか？と。 かなり近づいて参りました。 残すは、やはりトランスの問題となりそうです！ 逆に思うのですが、１Aのトランスだと、せいぜい何Ｗくらいのアンプが妥当でしょうか？
- Yorkminster
- ベストアンサー率65% (1926/2935)
>> そのアンプICの、1個の電流IccoはMAXが50mAとなっているので // 「Icco」というのが、スペック上のどの項目に対して与えられた略号か分かりませんが（というか、ICの型番を示してもらった方が早いと思います）、常識的に考えて、50mAの電流で25Wも出る訳がありません。 電気の仕事量は「電圧×電流」なので、 P = I * E に代入すれば、 25 = 0.05 * E であり、 E = 500 です。つまり、実に500Vもの電圧がなければ、50mAで25Wにはなりません。 他方、オームの法則によって E = I * R が成立するので、 P = I^2 * R であり、 R = P / I^2 ですから、 R = 25 / (0.05^2) となり、 R = 10000 です。 つまり、10メガオームの負荷に500Vを印可したとき、50mAの電流が流れ、そのときの仕事量が25Wということです。明らかに、何かが間違っています。 P = I * E と E = I * R は前提となる公式であり、スピーカーのインピーダンスを一般的な8オームと仮定すると、 P = (I^2) * 8 又は P = (E^2) / 8 のいずれかが、常に成り立ちます。したがって、8オームのスピーカーに25Wを出力しようと思えば、どのようなアンプでも必ず「14.14V / 1.77A」を満たさなければなりません（25Wというのが4オーム負荷時であれば、10V / 2.5A）。 >> ２５ｗといいましても、常に出すわけではありません。 // 一般的な家庭では、もちろん、そうでしょう。 しかし、先述の通り、トランスの電流容量が1Aだと片チャンネルあたり5Wが関の山、連続出力だと2～3Wが良いところかと思います。カーオーディオ用のBTL出力のICでも、電源電圧15V・8オーム負荷時に10Wくらいは出せるので、50Vもの高電圧の電源でわずか5Wというのは、「労多くして...」ということになります。 >> 整流回路に入れる、電解コンデンサー // あまり大容量だと、突入電流でトランスに負荷がかかったり、充電電流が不足したりするので、とりあえず2200～4700uFくらいでしょうか（ただのカンなので根拠なし）。 >> 整流後にL/Rの回路の頭に挿入する // ダイオード自体が1組なので、平滑コンデンサも1個で良いでしょう。 平滑コンデンサとアンプ基板の間が開くなら、左右それぞれのアンプ基板の直近に、別々に1000～2200uFくらいのコンデンサを置いた方が良いでしょう。その方が、アンプから見た電源のインピーダンスが下がります。また、左右のチャンネルセパレーションも、多少改善するでしょう。
補足
引き続きご回答ありがとうございます。 アンプは三洋セミコンダクター社製STK031を２個使用です。 おっしゃる通り、原点にかえって、オームの法則を考えると、その通りですね。読み違えているかもしれません。 トランス１Aでは不足なのですね。やはりもっともっと大きなトランスを探さないといけないのですね。 もしくは、ICの出力の小さいもの、STK015などにするとだいぶマシにはなるでしょうか。 ジュークボックスに組み込みたいので、そこそこ出力は欲しいと思っています。今回、STKのICで組もうとしているのは、もともとビクター社のジュークボックスがSTKのICが用いられているので、(年代、モデルによりますが、STK015、016、024、077など)同じようにしてみようと思ったからです。(手持ちの分には、STKは使われず、2SC586 693を使用でした) 平滑回路は、アンプ基板に一緒に組もうと思っています。平滑回路の後、LRにわける事にします。 電解コンデンサーは大きすぎる必要はないのですね、了解いたしました。
- Yorkminster
- ベストアンサー率65% (1926/2935)
>> センタータップのトランスから、普通の単電源にするには、どうしたらベストでしょう？ // ふつうに、センタータップを利用した両波整流で良いと思います。というか、ほかにベターな方法があるのか、私には分かりません。したがって、トランス→整流ダイオード→コンデンサまでは左右共通で、それ以降を分けることになります。 なお、両波整流なので、ダイオードの逆耐圧はトランスの2次側電圧の3倍以上、したがって150V～200V耐圧のダイオードが必要です。目一杯、電流を流すなら、3A～4A程度の容量を持ったものを選んだ方が良いでしょう（1Aだからといって常時1Aで使うと、発熱して暴走事故を起こします。順方向電圧降下0.6Vとして1A流すと600mWなので、抵抗でいうと2W級でも触れないくらい熱くなります）。 http://www.mizunaga.jp/rectify.html しかし、電流容量が1Aしかないと、片チャンネルあたり常時300mAくらいしか供給できないでしょうから、出力は劇的に下がります（たぶん、5Wも出せないでしょう）。それ以上出力を上げようとしても、電流容量が飽和するので電圧が下がり、音が歪みます。そのトランスは、あくまで動作確認用ということになるでしょう。
補足
詳しい回答ありがとうございます。 やはり、両波整流回路になるのですね、URLの（２）両波整流回路 も参考にさせていただきました。ありがとうございます。 ダイオードは、３～４Aにつきましても、了解いたしました。 アンプは、パワーアンプICを用いようと思っています。そのアンプICの、1個の電流IccoはMAXが50mAとなっているので、2個用いても１Aだと問題ないかなと思いまして。。。 ２５ｗといいましても、常に出すわけではありません。最大でも、カラオケボックス内の音にまではいかないかなと思います。 トランスと、ダイオードは解決したかなと思います。 整流回路に入れる、電解コンデンサーは、どれくらいの容量があったほうがよいでしょうか？整流後にL/Rの回路の頭に挿入するというこでしょうか？ 目安として、2200μを、それぞれ１個ずつ用いたらよいですか？？
- Yorkminster
- ベストアンサー率65% (1926/2935)
単電源で35Vですか？ あまりトランスのメーカーを知っている訳ではありませんが、代表的な（たいていの電子部品屋で手に入る）菅野電機とTOYOZUMIの汎用電源トランスのカタログを見てみて下さい。 http://www.suganodenki.co.jp/products_sp.htm http://www.toyozumi.co.jp/products/ht/ht.htm 25Wなら、とりあえず2～3A程度の電流容量で足りると思いますが、25Wきっちりまで必要なら、ベンチマークをとりながら容量を上げていって決めるしかないでしょう。ステレオ分なら、もちろん、容量は2倍（以上）、もしくは同容量のものが2台必要です。 なお、その整流キットがどのようなパーツを使っているのか分かりませんが、最大入力電圧が35Vということは、平常時は30V程度で使った方が良いのではないかと想像します。また、許容電流も若干不安です（常時25Wでないなら、こちらは問題ないでしょう）。
補足
早速の回答ありがとうございます。 展開が変わりまして、日本橋にて、古いトランスが入手でき、ちょうどアンプの動作電圧に近い物がありました。 回答いただきましたURLのカタログを拝見し、価格など調べましたら結構なお値段で驚いておりました。 さて今回、古いトランスを入手したのですが、結線方法で悩んでおります。トランスは、100V→40-0-40、1Aとして取り出せる、センタータップというタイプでした。 今回、製作しようとしているアンプは、L/R別々にパワーアンプICを用いて製作する予定なのですが、パワーアンプICは単電源で動作するタイプなのです。 センタータップのトランスから、普通の単電源にするには、どうしたらベストでしょう？ センタータップのトランスで、交流４０Vを直流５０V前後辺り(ICのmaxは65ボルト)で使おうと思います。 整流回路は、ダイオードを2個と、電解コンデンサー2個を買って来て製作しようと考えています。
お礼
昨日、基板を見ておりましたら、抵抗82Ωがこげたようになっておりました。 両方のチャンネル共にです。 STK031 の4番に繋がるものです。
補足
プリからの出力が大きすぎるよう との事なので、全く異なるヘッドホンステレオを用いて試してみました。 ヘッドホンステレオの出力を絞っておいて、接続し、少しずつボリウムを上げていきましたが、やはりダメでした。 めいっぱい音量を上げて、やっと少し鳴る程度でした。 回路が間違っていないか、再度ジックリ見てみようと思います。 基板に配線をあちこち引き回しているので、ノイズも多く受けるかもしれませんね。 グラウンドの取り方も、なにぶん素人なので・・・。 スピーカーの出力も左右チャンネルのマイナスはグランドにしています。 筐体にはグランドはとっていません。(もともとジュークボックスが木製なので取るところがないような？) 本来の状態ですと、ジュークボックスの電源を入れただけではアンプやプリには通電しません。 コインを投入することで、アンプとプリに通電されるようになっています。 簡単にはいかないところがまた、おもしろいですね。 頑張ります！