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

 
 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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   低雑音ハイゲインアンプにRIAAイコライザー回路を装備して早速試聴してDSCN0305みました。RIAAイコライザー回路を「独立ユニット」として着脱可能なモジュールとして作りましたが、イコライザー回路の調整は難航。計算どうりだと全くRIAAカーブに合いません。簡単なCR回路で、抵抗で分圧して二つのローパスフィルターを通しているだけですから、原理は簡単ですが、計算どうりだと高域が強過ぎる結果に。恐らく高域が強いのは、時定数の高い方に回す信号電流が大きすぎてる事、二段目のローパスフィルターのカ遮断周波数が有っていないという事が考えられますが、コンデンサーを変えてもそれ程変化しないので、抵抗による分圧がどこかで狂っていると判断しました。



 聴きなれた楽曲を聴いて見ればオカシイ部分は直ぐ分かりますが、何とか抵抗の嵌め変えで「我慢出来るレベル」に収めたといったところです。
 
 
 スクリーンショット (198)MMカートリッジ接続時で、(録音最大レベル)殆ど雑音が記録されていませんので、更に20db増幅すると周波数解析は下のイメージのような結果に


スクリーンショット (199)即ちデジタル録音時でSN比で97dbに達しています。また雑音はフラットで、高調波ノイズは殆ど出ていません。これは電源をスイッチング電源からトランス電源にした結果かも知れません。レコード盤の無音部を針がなぞっている時でもSN比が75db~になり、我ながら驚きの数字でした。低雑音ハイゲインアンプの製作は「体裁のみすぼらしさ」を除けば成功です。


















 ダスコ ゴイコビッチというユーゴスラビア出身のフリューゲル ホーンの名手がいますが、中近東風のフレーズでJazz コレクターの間ではちょっと知られていますが、1983年にダイレクトメタルマスター盤が西ドイツのenjaから出ていて、購入していた事に最近気がつきました。早速デジタル録音してみました。ダイレクトマスター盤と言うのは、通常、ラッカ―盤に音溝を刻み、そこに銀メッキして原盤を作るところを、いきなり金属板をカッティングしてしまう手法で、CDが普及するまでのわずかな期間に主に欧州で生産されました。

 ※ 当然ですが、音量調整以外のソフト上の処理(イコライズ、ノイズ除去)等は一切していません。

 

 
 前回の投稿で紹介した低雑音のハイゲインアンプにRIAAイコライザー回路を組み込んで使用してみました。ゲインが単純計算でも40db落ちてしまいますから、 フォノアンプは必然的にハイゲインアンプという事に成ります。ハイゲインアンプの最大の問題は「電源」です。微弱な電圧変化を扱うという事は、それだけ電源ノイズも入力信号として拾ってしまう事を意味しています。

DSCN0304 今回はスイッチング電源では無く、外部トランス電源を二つ用いて、二つのアンプユニットを駆動させ繋いでいます。今のオペアンプは雑音がとても少なく、電源ノイズにも比較的強いので、低雑音アンプなら通常はオペアンプを使えばいいのですが、問題は「ハイゲイン」の方で、結局ヘッドアンプにトランジスタ回路を加えるか、オペアンプを二段以上重ねなければフォノアンプ並のゲインは音質上厳しい。

 外部トランスの電源アダプター二個はまとめてボックスに収納し、スイッチ付きのたこ足コンセントを取り付けて利便と安全を図りました。

 RIAAイコライザー回路は、計算どうりでは合わないため、、(アンプの入出力部に使われる抵抗やコンデンサーは無視している事が原因)これはカット&トライをやり出すと何時満足の行くものが出来るか分からない。特に耳で聞いて判断していると、だんだんわからなくなってくるので、間を置くか、周波数解析で判断するほかない。全体的に高域が強い感じがなかなか治らない。音質上変化が大きくコンデンサーの種類でもかなり違いが出る。

 スクリーンショット (191)

 RIAAイコライザー回路を組み込んだ状態でMMカートリッジ出力のデジタル録音で無音部を周波数解析すると、-87db近辺で雑音が確認され、特に「高性能」というほどでも無いが、所謂高調波ノイズは皆無で、ホワイト ノイズが確認される。これがトランス電源に特有な感じでもある。


 ところで レコード再生時のの無音部で測定できるSN比は76~8dbほどで、レコード再生のSN比としては素晴らしい結果となり、この辺の「食い違い」は面白い。(信号入力で、ホワイト ノイズが寧ろ減るという面白い現象が確認される)

 
 

 
 低雑音トランジスターを用いた「高入力インピーダンス」、「超低雑音」、「ハイゲイン」のヘッド アンプの設計を試み概要は完成しました。(と言っても結局はカット&トライの繰り返しですが) 
 大きな特徴はヘッドアンプ部とイコライザー部とバッファーアンプ部それぞれ独立してワンセットにしている 点です。そしてヘッドアンプ部は高入力インピーダンスが大前提で、148kΩを確保しました。
 ヘッド部の初段には低雑音トランジスタの2sc2240 2段目には定番の2sc1815で、電圧増幅率は200倍近く、(45~6db)の計算です。尚入力電流は0.001mA以下ですので、殆ど入力電流は有りません。
 イコライザー部には取りあえずCRのRIAAイコライザー回路を用意、ここはカスタマイズでCRのイコライザー回路を嵌め変えられるようにしてあります。 (記事のイメージでは省略)
 バッファーアンプ部はオペアンプ(LME49720NA)を用いた反転回路で、ゲインは25db程度です。 

 DSCN0302 ヘッド部の電源にはJBLのアクティヴ スピーカー用の外部トランス電源を流用23.5V直流に変換して使っています。 このトランス電源を、オペアンプの方で使うと、超低雑音なので、是非ヘッドアンプと並列で繋いで使えないかと算段しましたが、(負荷容量は十分余裕がある)オペアンプを用いたバッファアンプのパスコンが超低周波で発振するため、電源は別に用意しなくてはなりませんでした。

 二つ繋げば計70db超のハイゲインで、CRのRIAA回路を挟んでも30dbを確保 し、通常のフォノアンプと同等に使えます。試しにポータブル プレーヤー用のヘッドフォンアンプとして使用したところ、ノイズレベルはボリューム レベルと関わりなく一定で、目盛りは最大30のところが、3~5で十分大音量です。

 ヘッドアンプ部はそのままオーディオインターフェースの入力用のアンプとして使えますが、MMカートリッジ装着時でRIAAデジタル録音時のSN比が100db超に達しました。この辺だけはまだまだ自作で高級機並みの性能が出ます。 詳細なテスト結果は次回以降の投稿になります。

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