音楽雑記帳

音楽鑑賞ネタ 他は 自分の英語ブログ(google blogger)からの転載など。他は適宜時事、社会ネタも混じります

 

 どうにか差動増幅回路式 ディスクリート アンプが完成しました。試作段階と異なるのは電源電圧と負帰還入力の部分で、負帰還については基本的にオペアンプの非反転増幅のやり方と同じですが、47μFの電解コンデンサーを負帰還回路の接地部に並列で追加して、利得をかなり稼ぎました。 また前回投稿のB2A1の直結させた部分は重複するのではずしました。入力部にコンデンサー22μFと20KΩのHPFを追加しました。GNDの接続が悪いと、左右のチャンネルの電圧が安定しませんので、途中でループを作らないように調整しました。

 電源については、負帰還増幅等をすると低めにした方が良いので、15Vに変えています。両電源はそのままです。全体としては確かに一種のディスクリート オペアンプと見做せます。負帰還を使って増幅率を大幅に上げたところ、雑音が増えました。電源ノイズでは無いので、少々厄介ですが、原因としては信号経路の恐らく抵抗値が大ざっぱで、信号経路に於ける適正な電流量をかなりオーバーしているかも知れません。

DSCN0315 全体としては動作は安定的で、十分なゲインがえられました。解像感の良さはディスクリートならではです。回路図はもう少し完成度が上がったら公開しようと思いますが、今のところエミッタ共有の差動回路+SEPP回路という単純な構成をICのオペアンプ風の非反転増幅器に仕立てただけですので、わさわざ公開する必要もないかと思います。








 ポリケースに収めて一段落。増幅回路、電源や入力部はそれぞれモジュールにして使いまわせる ようにしてあります。各種両面テープがとても便利で、殆どの部分はこれで固定できます。取り外しも簡単です。ウォークマンの目盛りは10程度で十分です。(最大で30)

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 差動増幅回路の試作が何とか完成しましたが、差動増幅回路と言えば、通常アマチュア電子工作ではオペアンプの事を指すので、ネット検索ではディスクリートの作成に参考になる資料が殆どありません。

  i200 通常こういう回路図に出くわすと思いますが、これだけではまず「ウンともすんとも」言いません。というのも抵抗の係数が分からないからです。入力が二つあって出力が二つあるとは一体なんの事だろう???

 色々調べても実際例だといきなりカレント ミラー回路とか複雑な回路構成が出て来て、専門家の薀蓄が始まるので嫌けがさし、やめようとおもいましたが、原理が分かるにつれて、シンプルな構成でも出来そうなので、挑戦と言った処です。





 差動増幅というのは二つの入力差を増幅する。それと二つのトランジスタがあって、エミッタを結合させているというのがミソだと分かりました。出力も二つあるのでややこしいので、どちらか一方から出力は取れば良いと考えて済ませました(こういう事はアバウトじゃないとなかなか先に進めない)。後はカット&トライあるのみという訳だ。

 オペアンプの解説等を参考にしていると、エミッタの共有部は通常「定電流回路」という事で、ここにはツェナー ダイオード(5.1v)と抵抗、トランジスタでこの図で言えば抵抗R'の部分と置き換えました。抵抗値は動作点の電圧から類推しましたが、結局のところ何度も付け替えました。出力はSEPP回路に接続します。

 さて実際作ってみて、入出力をどうつなぐかが問題で、取りあえず片方はオープンになり、これでも鳴りますが、この図で言えばB1とA2を直結させてみたところ大変具合がよろしい。ノイズが見事に消えます。こうすれば差動増幅回路は電源ノイズを殆ど拾いません。また途中で気がつきましたが殆どコンデンサー要らずで回路設計が出来ますかこれは大きなメリットです。入力はA1でもA2でも殆ど同じに鳴ります。
 
 ヘッドホンアンプとして試聴するととにかくノイズレスなのが快適ですし(たぶんこれはB2A1が反転入力になるため)DSCN0313、ディスクリート特有のキレも爽快ですね。ゲインはSEPP回路と合わせて10倍未満だと思いますが、20V電源を使用しているので、ヘッドホンアンプの出力としては十分です。(差動増幅回路のゲイン設定がまだ分からない)
  
 ※差動ペアのトランジスタは熱結合させて使います。写真では小さく写っていますが、2SC1815を二つ向かい合わせに接着しアルミテープで巻いてあります。 
 
 ※ オープンに成っている入力はSEPP回路の出力端(カップリングコンデンサーの前)からフィードバック入力できます。動作も安定的で利得も大きくなります(20db程度) 
 
 追記 差動増幅回路の作成上、分かり易い解説が見つかりましたので、リンクしておきます。ご参考までに

 http://www.maroon.dti.ne.jp/jyaku9/koneta/koneta3/koneta3-4.html 

 
 電子回路の学習は差動増幅回路に入ったばかりでまだ初心者の域を出ませんが、ICアンプとは明らかに異なるディスクリート アンプの音質に新たな世界を見る思いです。

 市販のアンプは大半がICアンプなので、それがアナログアンプの基準に成ってしまっていましたが、シンプルな自作アンプでもディスクリートアンプの 良さは聴いて見れば直ぐ分かります。まさに石の音なんです。ICアンプの音質は均質で整っていて低ノイズですが、打てば響くようなキレはトランジスタ ディスクリート アンプの捨てがたい魅力です。D級アンプの音質も非常に良いので、アナログ アンプの未来は難しい所ですけどね。

 幾つかの躓きがありましたが、取りあえず 1W程度のミニ パワー アンプが出来ましたが、ちょっと病みつきになりそうな音質です。 

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 パワーアンプを作る上で躓きになっていた問題がアンプの出力段に使うSEPP回路のトランジスターの熱暴走で、スイッチを入れた途端あっという間にトランジスターが焼き切れてしまう問題で、これまでごく小音量でスピーカーをならす程度の出力で頓挫していました(100mA未満)。このレベルはヘッドフォンは大音量で鳴りますが、卓上スピーカーを鳴らすには300mA程度は欲しい所です。
 
 熱暴走を防ぐ方法に熱結合と言う方法が有りますが、取りあえずSEPP回路のバイアス電圧用ダイオードをトランジスターに接着して発熱を (フィードバック)させる方法を試してみました。大ざっぱに言えば、ダイオードとトランジスターの温度差が暴走の原因で、一旦トランジスターの発熱が始まると、暴走サイクルに入ってしまいます。

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 トランジスターは通常のタイプですが定格は2Aでかなりハイパワーの2SC2655とそのコンプリメンタリです。これでだいたい400mA、0.6~W程度の出力で安定しました。 卓上スピーカは十分ならせます。ipadよりは大きい音がでました。2石増幅回路への後付です。 電源電圧は19.5Vです。(ノートPC電源) 音質は良好です。




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