Phonoイコライザの回路について

質問

Poor オーディオおよび、レコード初心者です。
　以前にもこちらでご相談させて頂いたのですが、ジャンクで購入した、古いアンプ（LUXMAN L-400）を修理して使っておりました。
（ガリノイズと片チャンネルから音が出ない症状でしたが、バイアス調整の半固定抵抗と、パワートランジスタの故障が明らかになり、両チャンネルのパワー部と電源部のトランジスタと電解コンデンサを全交換し、スイッチの接点を分解洗浄、ボリューム交換などの処置を経て、元気に音が出るようになりました。）
　当初、レコードは聞くつもりが無かったので、Phono関連の部分には手をつけていなかったのですが、せっかくここまで直したので、Phono入力も使ってみたくなり、また性懲りも無くジャンク（Pioneer PL-X200（300円））のプレーヤーを購入し、修理（ベルト交換と、ピックアップメカニズムの応急処置）してつないでみました。
このプレーヤーはIMカートリッジで、初心者の私は、その存在すらも知らず、このアンプにはMM/MCの選択しかないため、最初、どちらのモードにすべきか、迷いましたが、安物なので、とりあえずMMで音だしをしてみました（あとでMMでよかったと判明。）
　最初は、ブーンというハムノイズで、これは使い物にならない　と思いましたが、RCAのアース端子をつないでいないことに気づき..（やはり　とても初心者です..）、アンプの端子につないだら改善しました。（アンプ本体には２穴用コンセントしか付いておらず、そのどちらがコールド側か　いまいち不詳でした。ちなみに自宅コンセントは３穴です）しかしなんとなく「サーッ」と言うホワイトノイズが気になり、ためしにMCモードに変えてみたら、ホワイトノイズは音量を上げても乗らなくなったのですが、全体的に音量が下がり、ぼやけた音になってしまいます。AUX, Tuner, Monitor入力ではこのようなホワイトノイズは入りません。
　レコード（安いプレーヤー）なんてこんなものか、とも思ったのですが、一度はきちんとメンテナンスしようと考え、もう一度箱を開けました。MM/MC切り替えスイッチの接点洗浄（あけてみたらやっぱり真っ黒だった→無水アルコールと消しゴムで黒ずみを完全除去し、接点グリス塗布）をして、まだ変えていなかったPhonoイコライザー部のコンデンサーの交換を試みました。
　ここで問題が生じました。（ここからが本題です）
　回路図とにらめっこして、通販でコンデンサー（すこしグレードアップしたつもり）の注文をしたのですが、いざ元のコンデンサを取り外してみると回路図とかなり違う容量のコンデンサが付いていました。注文を間違えたか、と思い、あらかじめ手に入れていたサービスマニュアルを再確認したところ、Parts List には、実際に基盤に実装されているものと同じ容量のものが記載されています。具体的には、RCA端子からオペアンプの+に信号を送るカップリングと思われるコンデンサ(C104ab) が、回路図では3.3u なのに、パーツリストと実装は47u/25vの、ELNA のオレンジ色に。イコライジング調節して(?)、-側にフィードバックする途中、（MM/MC切り替えにつながる手前）のもの(C113ab) が、回路図では47uなのに、リスト、実装では4.7u/50v ELNA赤色（for Audio) になっておりました。C103ab, C107ab は、Rubicon の回路図通りの物が実装されておりました。
　通販でたのまなかった、 4.7u/50v の手持ちはなく、とりあえず、購入した、3.3uをつけ、ほかは、実装されていたものと同じ容量の、新品のコンデンサに換装し、試聴してみました。
　結果、サーノイズは、心なしか、減った気もします（気のせいかも）が、レコードのゆがみに反応して、針がトレースするような擦るような音が、耳につくような気がするようになりました。試しに、MCモードにしてみると、やはりサーノイズは消えますが、音量は低下し、ぼやっとした音になり、変わりありません。

そこで、お聞きしたいのですが、

（１）MCモードは、MMモードより、増幅率が高いのかと思っていたのですが、MCに切り替えると音量が低下するのは、正しい反応なのでしょうか。違うなら、MMカートリッジをMCモードで聴くと、正しくはどう変化するのでしょうか。

（2）アンプ内に、MC用のトランスも、ヘッドアンプも、見当たらないのですが、このアンプの、カタログによると、「ハイゲインMCイコライザ内蔵」、と書いてあります。これにMCカートリッジのプレーヤーを直接つないでも本当にまともに音が出るのでしょうか（購入する予算は今のところないのですが...）。

（３）カップリング部に、47uは、わたくしの乏しい経験では、あまり見受けないように思ったのですが、やはりパーツリストと実装のほうが誤っているのでしょうか。今のところレコードの音は、それなりには聞こえている気がします。
　勉強不足で、インピーダンスや、周波数の計算が出来ないのですが、RIAA変換など、この組み合わせで、正しく出来ているのでしょうか。回路図通りにつけなおしてみたく思ってもいるのですが、パーツに　むやみに繰り返し熱を与えたくもないものですから...。

オーディオ回路に詳しい方、ご教授よろしくお願い致します。

回答No.3

m_and_dmp · ベストアンサー

NO.1 です。
貴補足とNO.2さんのご指摘で、全容がわかりました。
私はR107(68Ω)に囚われすぎて適切な回答ができませんでした。
R107 はイコライザ回路からの帰還量を規定する抵抗です。
帰還量β=R107)/(R107+イコライザ回路のインピーダンス）です。
増幅率は1/βですから、(R107+イコライザ回路のインピーダンス)/R107 と
≒(イコライザ回路のインピーダンス)/R107 となります。
R107 の値が小さいほど増幅率は大きくなります。
回路図を見ると、MCモードにすると、R107 にR701(15Ω) がパラに入り、合成抵抗が12Ωとなり、増幅度が5倍チョイ上昇するようになっています。
C113 は直流分をストップするためのものです。回路図では47μF、実際には4.7μF がついているようですが、イコライザ回路のインピーダンスに比べて十分低いインピーダンス（リアクタンス）であれば良いので、4.7μF で十分だと思います。47μFでも構いません。
C104については、その右に接続されているのは抵抗R102 (56kΩ)とNJM2043ですが、一般にオペアンプの入力インピーダンスは1MΩ以上と非常に大きいので、NJM2043もそうだと仮定して、56kΩだけを考慮すればいいです。
C104は図では3.3μFになっています。20Hzにおけるリアクタンスは2.4kΩになり、56kΩの1/23 になりますので3.3μFで十分だと思います。47μFでも構いません。
製品の設計者は、机上で設計し、試作し、修正し、決定します。設計図（部品表を含む）を製造部門へ送ります、製造部門では部品の調達の関係で設計通り作れないことがあります。例えば、あるコンデンサの容量が「3.3μF以上なら良い」ということであれば、4.7μF を使うかもしれません。
回路図をユーザーに公開する製品であれば、部品の変更の結果は回路図（部品表を含む）に反映されなければなりませんが、それが実行されなかったり、製造を続けるうちに、特性の改善を目的として設計の変更（バージョンアップ）が行われることがあります。すると回路図に複数のバージョンが存在することになります。いろいろの理由で設計図と回路図と実際に使用されている部品が違っていることがあります。そこのところが品質管理のいい会社とズサンな会社の分かれ目でしょうね。

お礼

m_and_dmp さん
ご回答　有り難うございます。お返事が遅くなり、申し訳ございません。
というのも、これらのコンデンサを変更しても、大勢に差は無さそうだ、と言うことは何となく理解できたのですが、それならコンデンサの容量の意味って何だろう…、というもやもやした気持ちを抑えられず、自分なりの納得を求めるべく、LTspice なるソフトをパソコンにインストールして、解析を試みようとしておりました。
Web でつたない自己学習しつつ、まず、Phono イコライザー部の回路を作成し、入力の手前に逆RIAA回路をはさみ、過渡解析してみました。
結果C104(カップリング）/C113（フィードバック側）が 47u/3.3u （現在の状態）の組み合わせでは、3.3/47の組み合わせに比べ、低域が、35Hzあたりを頂点として1kHzに比べ、300mdbほど持ち上がる傾向にあり、1kHzを谷底にして、5kHz を頂点とする、50mdb 程度のゆるやかな山のある、2峰性のカーブを描きました。一方、回路図通りのC104/C113が 3.3u/47u の組み合わせでは、全体にわずかに前者よりレベルが低めで、低域の山の高さは100mdb 程度ですが、高域の山は、同程度かやや高めになる印象です。可聴域での平坦さという意味では、回路図通りの組み合わせのほうがフラットといえるかもしれません。
レコード板の反りにともない増減する　低いずり音が気になるのは、この低域の持ち上がりのせいかとも考えましたが、アンプのパワー部の70Hzのローカットボタンで、あまり差はみられませんでした。ホワイトノイズは7kHzのハイカットボタンでやや軽減されるので、こちらは高域の山が関与しているのかもしれません。それならば、むしろ高域の山に関与しているC106 (0.015u)に100p をパラ付けしたら、山をすこし減らし、よりフラットにすることができるようですが..。
しかし、100-300mdb って、1％に満たない変化を、私の老化が進行しつつある耳が感じ取れるとも思いません。やはり大勢に影響はないのかもしれませんね。該当オペアンプの正しいデータも　すでに保守品　とのことで、公表されておらず、代替のデータで行った、所詮　実際の値と異なる、机上の空論ですし、パワー部の特性との兼ね合いもあるかもしれませんので、現段階では、部品劣化のリスクを冒して　半田をはずすまでするかはまだ迷っています。

回答No.2

kimamaoyaji

MCモードではスイッチで１２０オームのインピーダンスマッチング抵抗が入るようになっています、MMやIMのインピーダンスは50Kオーム位ですから、内部抵抗の関係で1/10位の入力になってしまいます。
MMでゲインが7倍近く（この回路ではそのくらい）上げても、内部抵抗のために出力が落ちた結果、出力が低下します

お礼

kimamaoyaji さん
ご回答ありがとうございます。モードを変えたら、やや出力が落ちた理由が納得できた気がいたします。
ありがとうございました。

回答No.1

m_and_dmp

頑張っていますね。前回のアンプにはPHONOはついていなかったのでしたか？

（１）MCモードは、MMモードより、増幅率が高いのかと思っていたのですが、・・・・
＞＞＞MCモードは、MMモードより、増幅率が高いです。
MCは出力インピーダンスが数Ω～10Ωと、MMの数10kΩより低いです。
MCは出力電圧が0.1mV～0.3mV とMC の5mVの1/10以下ですが、出力インピーダンスが低いので出力電力は、MM 変わりません。
IMはMMの10倍ほどの出力電圧があり、出力インピーダンスはMMと同等です。
昔、アンプのS/N があまり良くなかった時代は、IMは価値がありました。
音質については、可動部分の質量が小さいMC が最も優れているとされています。

MCについては、以前は0.1mV入力で、十分なS/N が得られる増幅器がなかったので、トランスで昇圧することが多かったです。出力インピーダンスが小さいのでトランスで昇圧することができたのです。今では低雑音の半導体増幅器が容易に作れますので、トランスがあまり使われなくなりました。（トランスが介在すると音質が落ちると考える人たちが多かった。）
図をみただけではMMモードとMCモードの切り替えがわからないのですが、わからないままに、考えを巡らせてみます。図を見ると、オペアンプの入力に68Ω(R107)が接続されています。J129 というのが何なのかわからないのですが、R107 が接続されているため、PHONO 入力の入力インピーダンスが68Ωに近い値になっていると思います。MCを接続したときに適した値だと思います。その状態で出力インピーダンスの高いMMをとりつけると、信号がガックリ減衰し、音量が下がるものと推察します。

（2）・・・・これにMCカートリッジのプレーヤーを直接つないでも本当にまともに音が出るのでしょうか
＞＞＞NMJ2043 について調べてみますと、開ループゲインが100dB あるようです。0,1mV を100mV(0.1V)に増幅するには、60dB のゲインが必要です。イコライザ回路の負帰還を考慮してもMC用として十分なゲインがあると思います。（製品として販売しているのですから当然だと思います。）

（３）カップリング部に、47uは、・・・・
＞＞＞真空管アンプの場合はカップリングコンデンサの次に接続される抵抗の値が100kΩ～1MΩ ですから、コンデンサの値は、小さくてすみます。(0.1μF～0.01μF)
ご質問のアンプは、PHONO 入力からJ129, C104(47μF), R102(56k), R107(68Ω)とつながっています。J129 というのが何なのかわかりません。R102とR107がパラでつながっている理由もわかりませんので、乱暴な回答になりますが、扱う最低の周波数において、カップリングコンデンサC104のリアクタンスは、R107 の68Ωより小さくなければなりません。コンデンサのリアクタンスは1/(2*π*f*C)で表されますが、f=50Hz, C=1μF とすると、リアクタンスはおおよそ3kΩになります。C=47μF なら、60Ωほどになります。私的には47μFでもまだ少々足りないような気がします。
RIAAイコライザ（負帰還型イコライザ）は、R104, R103, R106, C105, C106 で構成される部分です。これらの抵抗、コンデンサの値により、RIAAで規定した周波数特性が得られるように選定します。現在取付けられている抵抗、コンデンサの値が適切かどうかについては、メーカーの設計を信じて良いのではありませんか？

お礼

m_and_dmp Scratchさん
早速のお返事　ありがとうございます。大変勉強になりました。
とともに、提示いたしました図に不備と説明不足があったことをお詫びいたします。
実は、元の回路図に明らかな誤りがありまして、赤い小点をつけたところ（LチャンネルのC103 とC113 の交点）は、元の図ではつながっていなかったのですが、Rチャンネルではつながっており、理屈からもつながっていないと成り立たないので、赤点で修正しようとしたのですが、最初、間違って一段下の交点につけてしまいました。このため、消しゴムで消して、線をつなぎなおし、正しい点に赤点をつけなおしたのですが、保存するときに、透過PNGで保存してしまったため、この板の下地が黒であったため、消しゴムの跡が透けて、結果ここに大きな黒点がついてしまったようです。つまり、カップリングコンデンサの跡には68Ωはパラ接続されておらず、この抵抗（R107:68Ω）は、フィードバック経路の27μと47μの中間とGNDの間に入っています。
なお、Jはジャンパーの略と思われ、この部分はジャンパーされています。また、MM/MC切り替えは、図のF07 の点線で囲まれた部分のスイッチが担っているようで、これをオンすると、15オームの抵抗が先ほどの赤点の部分から、カップリングの手前に接続されます。あと、C102 は絶縁されています。
教えていただいた通り、アースに接続されている抵抗より、コンデンサのリアクタンスが十分低くなければ、信号が伝わらないという考え方で、なんとなくすっきりしました。先ほどの修正を鑑みると、カップリングコンデンサのリアクタンスは、５６K Ωより十分低ければよく、逆にフィードバック信号の通り道のコンデンサのリアクタンスは、4.7μではおぼつかないということになりますでしょうか。とすると、設計時点での回路図はあっているのですが、パーツリスト（いずれもLUXMANメーカー公式？のもので、矛盾していること自体　問題と思われますが）と実装のほうが誤っている可能性が、出てきたのではないかと思ってしまいます。
どうもありがとうございました。