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2012年6月

2012年6月30日 (土)

テクニクス ClassAA回路の実際

パワーアンプ用のclassAA回路は、非常に複雑、かつ高度な知識が必要とされるので、説明が簡単な、DACのポストフィルタ、バッファアンプ、ヘッドホンアンプ部の回路を見てみましょう。
(パワーアンプ用とオペアンプ式classAA回路は、構成が異なります。)
 

オペアンプ式のclassAA回路は下図のような構成になっています。

Classaa_1_2

電圧を増幅している方を「V-amp」、電流供給の方を「C-amp」とします。

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2012年6月29日 (金)

テクニクス ClassAA回路とは

ずっと昔の話です。

各社のアンプは擬似A級なる回路が搭載され、AB級アンプの発熱量で、A級アンプのような音質をもとめて回路を開発していました。

Classaa

このイメージ図は、テクニクス(パナソニックの高級オーディオブランド)のClassAAという回路を説明するための図です。


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YAHAアンプ 特性改善と測定結果

プレートに入れている抵抗を22kΩから47kΩに変更しました。
その結果、クリップポイントは約15mWまで上がりましたので歪率など測定しなおしました。
 
前回と同じく負荷は30Ωです。 

 
Yaha_thd2

ついでに周波数特性がこちらです。 

高域はアナライザの発振器が150kHzまでなので、そこまでしか測れません。 負荷が30Ωで、カップリングコンデンサの容量が470uFなので、低域がちょっと狭いです。 -3dBが25Hz近辺となっています。
 
Yaha_freq 

こちらが、現在の回路図。  

Yaha_sche4 

ゲインは約6.8倍になりました。  

周波数特性から想像するよりは低音の量感は普通にありまして、低音不足は感じません。  そして、音の印象は以前と変わって、少しドライな感じといいますか、高域がスッキリと伸びた感じになりました。  

クリップポイントが上がったため、音量を多少大きめに上げても歪む感じはなくなりました。
 
 

2012年6月28日 (木)

YAHAアンプの歪率特性

友人からオーディオアナライザを借りてきたので、測定してみました。

Yaha_thd

YAHAの性格上、歪率特性を公表していたりする人はあまりいないようなので、ここに載せておきます。
負荷抵抗は30Ωです。

歪の多くは2次歪と3次歪。 クリップポイントは約4mWでした。
これはNE5532がRail to Railオペアンプではないため、電源から1.5vほどは増幅できなくてクリップして
いると思われます。  改善の余地はあります。 最低でも20mWくらいまではクリップしないようにしたいです。

  S/N比は78dB(A-WAIT、500mVrms)  

とあまり良くないですが、聴いていてノイズが気になるほどではありません。 並のFMチューナーよりは良いです。

注目したいのは、100Hz、1kHz、10kHzで歪が変わらないという点です。
   
  可聴帯域の全域で1%ほどの歪が発生。 

と書くと良くない印象ですが、YAHAの場合は1%のエフェクト量といった感じの方が正しい表現なのかもしれません。
 
カソード抵抗をもっと低くするとエフェクト量は増える方向になります。 
オリジナルの0Ωだと2%~5%程度のエフェクト量になるんでしょうか。  時間があったら試してみたいです。
 
これだけ沢山の歪があるのに、その音は暖かくやわらかで、うるささは全く感じません。 不思議です。
 
バラック状態で感じた、乾いていて透き通った音はどこに行ったの?
ハムノイズがミックスされてそう感じただけだったのかもしれないですが・・・
 
 

2012年6月27日 (水)

聴感補正 S/N比の測定 

S/N比を測るときには下の図のようなフィルタを入れて測定します。

Jisa

JISで決められたAウエイトという特性です。 (C曲線の方は無視してください)
この特性は、ラウドネス曲線に基づいて決められたらしいです。

 

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2012年6月26日 (火)

TA2020の歪率特性

Ta2020_01


Ta2020_02


突然、2枚の歪特性を載せましたが、注目したいのは2枚目の図です。

これは出力を一定にして、周波数を振ったときの歪率特性です。
周波数が上がるにつれ歪は多くなっていきますが、7kHzあたりをピークに小さくなります。 これが意味する
ところは、先日のCDプレーヤー用LPFの影響です。

こういった特性は正弦波で計測します。 歪は2倍、3倍、4倍、5倍と整数倍で発生するので、例えば1kHzを測っているときは、2k、3k、4k、5kHz・・・ となります。

つまり、グラフの7kHzの3倍波は21kHz。 10kHzの2倍波は20kHz・・・  となるわけです。


そろそろお解りかと思います。  整数倍の高域をCDプレーヤー用フィルタでカットしてしまって、見えなくなっているのです。

トライパスは、正直に歪VS周波数特性をデータシート載せているので、その誠意が伝わってきます。
不利な情報となりえる特性図は、データシートに載せる必要はないのですがね。
 
ちなみに、この特性から見えてくるのは3次高調波成分が多いということです。 それも1kHz以下から発生し始めているようです。

2012年6月25日 (月)

フィリップスおじさん

オランダのPhilipsという会社はご存知でしょうか。

日本でいうと松下電器くらいの規模の電器関連企業らしいです。 もともとは電球の製造から始まったという話だったような。

近年では半導体事業をNXPという会社に独立させたりして電器から離れてしまった感じではありますが、本社のあるアイントホーフェンという街の駅は、フィリップスのラジオを模った外観をしています。

 
 
Philips_2 

庭に建っている銅像はフィリップスの創業者のようです。 

左の時計の部分がチューナーのダイヤルで、右側にはスピーカーのメッシュがあります。
時計塔になっている部分はアンテナでしょうか。  なかなか洒落ていますね。 

この写真はGoogleマップから借りて来ました。 背景のビルをちょっと消させてもらっています。 その昔、ここを訪れたときに撮った写真には全体が写っていませんでした・・・ 

 

 

もし興味がありましたら、こちらをご覧ください。
http://www.eindhovenfotos.nl/ns_station_eindhoven.htm  オランダ語ですけど・・・ 

 

2012年6月24日 (日)

100円ショップのケースで YAHAアンプ (2)

まずは、内部写真を2枚ほど。

Yaha4


Yaha5


殆どの回路は、真空管のソケット周りに実装しています。
 
いわゆる空中配線ですが、高さの違う端子からリード線を接続することで3次元構造となって、見た目より
ふにゃふにゃではありません。  とはいってもお薦めできる配線の方法ではありません。

それと、ごらんのようにアルミテープを貼り付けてシールドをしています。


回路は、こんな感じにしました。
電源の100Ωと2200uFは、電源ON/OFF時のポップノイズを幾分和らげる作用があります。
その部分は2ch共通部分です。 残りの部分を左右2ch分用意しています。

Yaha_sche


オリジナルと違うのは、ヒーター電圧が12Vで良いため、定電流回路を省いている点と、カソードに抵抗を
挿入して自己帰還をかけている点です。

もう少し厳密に言えば、グリッドの初速度電流によるバイアスに頼らず、カソードを+電圧にしてあるところが
違っています。 そのためグリッド抵抗は100kΩと少し小さめにしています。

増幅段に自己帰還をかけた理由ですが、

 1.ゲインが高すぎで使いにくい。
   素のままだと、おおよそ8倍~10倍ほどあって、ボリュームを上げられない。 
   安価なボリュームは、ある程度ボリュームを上げないとトラッキングエラーが大きいので左右の
   バランスが崩れてしまいます。 

 2.プレート電圧がチャンネル間で大きく異なる。
   片方が6V、もう片方が8.5Vという具合です。 当然、音量をあげるとすぐに片方だけ歪んでいきます。
   4本所有しているJAN5687ですが、どれもプレート電圧が一定にならない。 
   想定されていない使い方だから文句はいえません。


カソードに4.7kΩ、プレートに22kΩで、約3~4倍のゲインになりますし、自己帰還のおかげでひずみも減りました。
 
その代わり難点もありまして、

  ひずみを抑える = YAHAらしさが低減してしまう = 特徴の薄い音になってしまう

というところです。
結局、帰還を沢山かけたら普通の音になってしまい、真空管を使ったうまみがでないんですね。 
素材殺しとはこのことでしょうか。
 
適度な2次歪みを加えたサウンドというのは、それなりに面白みのある音だということを感じられる良い体験ができました。
 
ある意味エフェクターの一種ですが、それでご機嫌な音楽が聞ければすべてよし。 といったところかもしれません。
 
 



その後、カソード抵抗を調整しました。
1kΩくらいがちょうど良いサウンドでした。  エフェクト量を可変できて好みの音に調整できるというのは楽しいです。

ついでに、A47アンプからヒントを得て、オペアンプの出力を2パラにしました。抵抗は33ΩなのでA33ですかね?
オペアンプバッファの位相は同じになるので、厳密にはA47アンプより高域までまともな動作になるかもしれません。
 

Yaha_sche3
 
  
カソード抵抗が1kΩのときはのゲインは約4.5倍となりました。 左右の音量差も気にならない程度です。
プレート抵抗は33kΩ~47kΩくらいの方が良いかもしれません。
 
真空管を使わずにこのサウンドが聞けると良いなと思います。 真空管はやっぱり熱いですから。
ギターなどのエフェクターでは真空管の特性をシミュレートしてたりしますし・・・
 
 



 
 
今回の実験に際して白ケーブル氏の改良版YAHAアンプの帰還方法も試してみましたが、
真空管のチャンネル間のバラつきでプレート電圧(バイアス電圧も含めて)の差があり、両チャンネルとも
良い状態で増幅できませんでした。
プレート電流のDC安定度という点ではカソードをGNDに直結、且つ、バイアスも固定というのは少々
難があるのかも知れません。

6DJ8なら大丈夫なのでしょうか? 
特に購入予定はないのですが、少しだけ気になります。
 
 

2012年6月23日 (土)

100円ショップのケースで YAHAアンプ

YAHAアンプをバラックで組んだつづきです。

なるべくお金をかけずに組みたいので、手ごろなケースがないか100円ショップを見てきました。

前回のぺるけ式HPAでも木製ケースでハムノイズ対策に苦労したのですが、懲りずに木製ケースを
購入してきました。

こんなやつです。

Case2

アクセサリーケースだそうな。
サイズは7cm x 7cm 高さ3cm程度。   それとヘッドホンの端子は、ヘッドホン延長ケーブルを使います。 
10cmあたりで切って出力として、残りは入力ケーブルとして使います。  これも100円。
 
 
中身を入れたらこうなりました。  流行にのって青色LEDで下から点灯してますが、特に意味はないです。
 
Yaha2
 
真空管を使っておきながら、その姿を見せないというのは、セオリーに反しています。
絶対に見せるべきです。  なぜなら、人はまず見た目で判断するからです。 
(半分は冗談です) 
 
 
開けるとこうなっています。

Yaha3
 
とりあえず相当かっこわるいですね。 -> 真空管の横の”ひらひら”は。

ちなみにその”ひらひら”の正体はキッチン用のアルミテープ。

なぜか真空管本体がハムノイズを拾ってしまいます。  
これくらいシールドすると、まあ許せる範囲まではノイズが落ちました。

回路図などの説明は後日にさせて下さい。   

2012年6月22日 (金)

CDプレーヤー測定用フィルタとは

電子情報技術産業協会(JEITA)規格 CP-2402A「CDプレーヤの測定方法」という測定方法に基づいて測定
するのですが、その中のLPFがかなり厄介なものと思っています。

Cd_filter


トライパスのDクラスアンプも、このフィルタを入れて特性を測ってくれと言われたのですが、20kHz以上の
信号をこれだけ急峻にカットしてしまったら、高調波成分(ひずみ成分)をマスクしているようなもの。

オーバーサンプリングデジタルフィルタがCDプレーヤーに搭載されていない初期の頃に策定した基準ですので、
仕方がないといえばそれまでですが、フルターなしで測定した結果が、LPレコードやカセットテープに
負けるわけにはいかないという側面もあったのかもしれません。
 
 

2012年6月21日 (木)

トライパスTA2020

まだDクラスアンプが、それほど出回っていないときでした。 おそらく2000年か2001年。

トライパス社の営業さんと代理店さんが、プラスチックの名刺ケースにいれた小さなアンプICを
紹介にきました。

とりあえず、試聴室でスピーカーにつないで音を鳴らしてくれました。
わりとみずみずしく鳴っていましたが、何か高域に引っかかるカサつきがあったように憶えています。
それと押し出しの強さが足りなくやさしいテイスト。

Ta2020_3


その後、エバレーションボードを置いていってもらったのでオーディオアナライザにつないで特性を測ると、
ノイズの嵐で計器はまともな数値を示さず。

しかも、不出来なアナログアンプのようにクリップ直前に寄生発振まで現れる始末。

そのことを営業さんに言うと、社内の技術の人もそれは認識していて、新しいチップには対策を打つなんて
言っていました。  また、ノイズは20kHzの急峻なフィルタを入れて測定してくれと。

あの時、競合には三洋のSTKシリーズというアルミナ基板にチップトランジスタを実装した、ハイブリッドICが
あり、その音の強力さと、DC安定度、コストのバランスは不動の地位を確立していました。


その後、Dクラスアンプは市場にどんどん広まり、その中でもトライパスのICはかなりの好評を得ていたのは
皆さんご存知の通りです。


完全に私の目はフシ穴でした・・・  悪い所ばかり目を付けて、良い所を見なかったんですね。


言い訳しておきますと、三洋のSTKはIC近くのデカップリングコンデンサの容量をデータシートに載っている数値の
3~5倍くらい大きいものにするだけで、ものすごくパワフルかつダイナミックに鳴ります。
これだけの力を持っているアンプなのに、世間で評判にならない方がおかしい・・・  と今でも思っています。

いや、すでに両社とも無いんですが・・・ 

結局、飽和領域とは

バイポーラトランジスタでは、ベース電流=少数キャリアが十分に蓄積されている、過剰蓄積電荷(飽和電荷)となっている状態。
FETでは、ドレイン電圧を上げてもドレイン電流が増えていかない(飽和ドレイン電流)状態。

のことを言います。


つまり物理的・デバイス的な観点から飽和領域と呼んでいるので、それらをつかった増幅回路の
動作状態からつけた名称ではないんですね。


5極管はFETと同様にプレート電圧を上げても電流があまり増えない状態で間違いない。

3極管は、プレート電圧をあげるとプレート電流が増えてしまう。 
大雑把にいうと直線的な領域では抵抗のようなもの。   
しかしながら、オフセットをもたせたようにグリッド電圧でプレート電流をコントロールも出来る。


増幅的な観点からは、電圧が動いても、出力電流(または出力電圧)が変わらない方が理想的です。


12ax7


2012年6月20日 (水)

真空管の飽和領域

先日、バイポーラトランジスタとFETの静特性の飽和領域を比較した続きです。

真空管はどうなの? 
という疑問があったので、ちょっと調べてみましたが、あまり詳しく説明されているサイトが見つかりません。

ということで、下記は間違った解釈が含まれているかも知れませんので、そのつもりで読んでくださいませ。


El84vpip


これは、EL84という5極管のVp-Ip静特性です。(Ep-Ipとも言います)
他の5極管、ビーム管もだいたいこのようなカーブです。

調べた限りでは、この水平方向へ平らになっている部分を飽和領域と呼ぶらしいです。 
FETと同じですね。  もともと5極管とFETの特性は似ていると言われていますので、まあ予想通りというふうに思いました。

点線になっている部分は許容プレート損失を超えている領域です。
定常的にその領域を使うのはダメですが、瞬間的にはこのようなカーブを描くということなのでしょうか。
 
 



 
そして、ここからが問題の3極管の特性です。


6111vpiplow_2

GEの6111というサブミニュチュア管で、最近はヘッドホンアンプで使われていたりして、わりと有名な球かもしれません。

この図を見ると、一見、飽和領域のような平らな部分がないように見えます。  いわゆる3極管特性というヤツです。
グリッド電圧がプラスになっている線を省くと、もっと分かりやすいです。

ところが、この6111のデータシートには、もっとプレート電流が大きい部分の図も載っています。  こちらです。

6111vpiphigh


ここを見ると、MOSFETのVgs-Id特性と似てきますね。 グリッド電圧も思いっきりプラスに振っています。

いままで3極管特性という幻想に惑わされていたのか?
縦のレンジを大きくしてみると、みんなこういう特性だったのでしょうか。

他の3極管でも、大電流領域(グリッド電圧がプラスの領域)が載っているものは、同様のカーブが描かれています。

このカーブを眺めていると、やはり飽和領域はあるようですね。


6111vpiphigh02


線を引くなら、こんな感じでしょうか。  
この線の右側がすべて飽和領域というのであれば、一体なにが飽和しているのでしょうか・・・  疑問は深まるばかりです。



念のため、6111の内部抵抗rpをこのカーブから計算してみました。

上の「低電流領域」のプレート電圧100Vから120Vでグリッド電圧-1V一定の時は、おおよそのプレート電流は
13mAから18mAとなっていますので、

    内部抵抗 rp=(120-100)÷(18mA-13mA) = 20÷ 5mA =4000 [Ω]

では、「高電流領域」のカーブからは、プレート電圧100Vから120Vで、グリッド電圧+20V一定、
おおよそのプレート電流は、160mAから170mAとなっています。

    内部抵抗 rp=(120-100)÷(170mA-160mA) = 20÷ 10mA =2000 [Ω]


驚いたことに、高電流領域で、平らに見えてきている部分の方が内部抵抗が低いんです。
グリッド電圧をプラス側へバイアスしてガンガンにプレート電流を流すような動作をさせると何か変わった
ことがおきるのかもしれませんね。

ちょっと面白い発見をしたところですが、このつづきはあるのか私にもわかりません。

2012年6月19日 (火)

ヘッドホンの駆動に必要な電圧/電流について

ざっくりと、ヘッドホンアンプに求められる出力電圧と電流を計算してみますと、下記のようになります。

 

電圧(rms) 16Ω     32Ω      64Ω    120Ω
1mW     126mV     179mV     253mV    346mV
5mW     283mV     400mV     566mV    775mV
10mW     400mV     566mV     800mV    1.10V
50mW     894mV     1.26V      1.79V     2.45V
100mW     1.26V      1.79V      2.66V     3.46V

電流(rms) 16Ω     32Ω      64Ω    120Ω
1mW      7.9mA    5.6mA      4.0mA     2.9mA
5mW     17.7mA    12.5mA      8.8mA    6.5mA
10mW     25.0mA   17.7mA     12.5mA     9.1mA 
50mW     55.9mA   39.5mA      28.0mA    20.4mA   
100mW    79.0mA    55.9mA     39.5mA    28.8mA

どちらもrms(実効値)表記ですので、正弦波のピークは1.41(ルート2)を掛けた値です。 アンプはそのピーク値を満足する必要があります。

インピーダンス32Ωで100mWを満たすためには

  ±1.79Vx1.41= ±2.53V
  ±55.9mAx1.41=±78.8mA

という出力が必要ということになります。 

 

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2012年6月18日 (月)

まとめのページを作成しました。

ブログですと、情報がとびとびになって、読みにくくなってしまいますね。
私の文章表現が稚いというのと、現在進行形で検討結果を途中で書いてしまいますので、
ほんと、まとまりがない。

ということで、こちらにぺるけさんのHPAの改造項目をまとめたページを作りました。

ぺるけ式ヘッドホンアンプ改造&調整まとめ
 
Hpa03

このように木製ケースに入れるとハムノイズを拾うのでオススメできません。 (100円ショップのスケルトン木製ケース)
 
 

2012年6月17日 (日)

本日のへび

Hebi1

巣穴でしょうか。  近くの公園にいました。 

バラック YAHAアンプ

うちに使用されずに転がっていたJAN5687WBとNE5532を使って、
YAHAアンプをバラックで組んでみました。

Yaha1


さすがに、この状態ではハムノイズを盛大に拾っていますが、割と素直な音にびっくりしています。
乾いていて透き通った感じ。 小編成のジャズなんかは似合いそうな気がします。

エフェクターの一種というような感じでしょうか。
録音された本来の音とは違うけど、なんだか悪くない。

沢山の方々が作られる人気の秘密がわかったような気がしました。 

2012年6月16日 (土)

東芝のHi-Fi真空管データシート

うちに在った東芝の真空管のデータシートをスキャンしてPDFにしました。

海外製の真空管のデータシートはWEBサイトで発見できるのですが、東芝のHi-Fi管は
なかなか見つからないので、UPしておきます。 どうぞご自由に。

「TOSHIBA_12AX7A_HiFi.pdf」をダウンロード

「TOSHIBA_6BM8_HiFi.pdf」をダウンロード

「TOSHIBA_6AN8_HiFi.pdf」をダウンロード

2012年6月15日 (金)

ヘッドホンでの大音量は危険です

私が言うのもなんですが、ヘッドホンで大音量を聞きつづけると難聴になります。

それが一時的なものと、一生戻ってこないものがあります。
私は、おそらく後者。

中学、高校、大学と吹奏楽をやっていまして、担当していた楽器のせいもあって、後方約1mにトランペットの
ベル(ラッパ)が常にあるような状態でした。 

部屋も鉄筋コンクリートの20~30畳程度。 その中に30人から40人の楽器演奏者がいて、
ドラムセットも含まれます。  音圧はかなりのものだったと思います。
  
よくオーケストラをホールで聞くと100dBを超えると言われていますが、練習中はずっと狭い部屋で行いますし、
トランペットのベルから1mでの直撃音は、はっきり言ってヤバイです。
それも、毎日数時間、土日は5~8時間です。

普通に考えて、耳が正常なはずがありません。
そんなこんなで、私の耳は大音量で聴くのが普通に、いや、大音量じゃないと我慢できない耳になってしまいました。
みなさんも気をつけましょう。


さすがに健康診断の耳のテストは余裕で聞こえますし、日常生活で困るほどの難聴ではありません。


あと、日比谷の野音で最前列の左右にずれた場所はとても危険です。
これだけ大音量に慣れた私の耳を、5日ほど聴こえなくさせる音圧のPAスピーカーが設置されることがあります。

Yaon2
この写真はwebサイト検索で拾ってきたものです。 ライブ会場での撮影はNGです。

ぺるけ式HPA改造 最終調整 というか確認作業

ぺるけさんのFET差動ヘッドホンアンプの動作確認作業で、わりと重要なポイントを発見いたしました。

改造している、いないかに関わらず、ダイヤモンドバッファ部のDC電圧を確認してみましょう。
電源電圧のちょうど半分になっているのが理想です。


New5schematic_kai


回路図で言うと青の「A」「B」の電圧です。  ただし、テスターの入力抵抗により計測誤差がでる場合が
ありますので、実際には赤の「A」「B」を測ります。

私の作ったぺるけ式HPAは、ダイヤモンドバッファの出力電圧がセンターより0.4Vほど高い。
つまり、AとBの電圧差は0.8Vでした。
まあ、ほぼセンターですから、気にしないでいました。


その後、ダイヤモンドバッファの解析などしていく過程で、センター電圧から離れれば離れるほど
最終段のベース電流源が少なくなり、最後には足りなくなってしまうことが分かってきました。

大音量で聴くのが好きな私にとって、0.4Vでも無駄にはできないと思い、初段の定電流の値を10Ω単位で
変更して、電圧をセンター近くへもっていきました。

そうして試聴してみると大音量時だけではなく、小音量時からストレスフリーで滑らか、
そして広がりのある音
がでるじゃないですか。

予想とは違う発見で驚いたのと同時に、こちらを先に確認すべきだったと反省しています。


というわけで、ぺるけ式HPAを作った方々、ダイヤモンドバッファの電圧が、バッファ部電圧のセンターに
なっているか確認しましょう。
  0.1V以内であれば、問題ありません。
電源を入れてから1~2分後に測りましょう。
0.1V程度は電圧が変化しますが、そこは誤差と考えて良いと思います。


それ以上電圧がシフトしているときには、定電流源の160Ωを調整します。

  電圧が高いとき、160Ωの抵抗値を下げる。
  電圧が低いとき、160Ωの抵抗値を上げる。

私の場合、120+22(直列接続)=144Ωで、ほぼセンターになりました。

  抵抗を買ってくる場合、抵抗値を下げるときは、
     120Ω+ (15Ω、18Ω、22Ω、27Ω、33Ω) あたりが揃えば調整可能と思います。

  抵抗値を上げる場合は、4.7Ω、10Ω、15Ωあたりを160Ωと直列に接続します。

左右で最適な抵抗値が異なるようなことになっても、左右の抵抗値を合わせたいという気持ちをぐっと我慢して
センター電圧優先にします。

ちなみに、可変抵抗で調整するのは避けた方が無難です。 理由は、流れる電流が4mA以上と大きく
可変抵抗の信頼性や寿命に問題が生じる可能性が高いからです。

NFBの可変抵抗も、調整してみて気に入ったNFB量が決まりましたら固定抵抗へ置き換えることをお薦めします。
こちらは、NFBループ内から可変抵抗の摺動子を除きたいからです。
 
 
 
追記 ======
ぺるけ式ヘッドホンアンプ改造&調整まとめに情報を集約しました。

2012年6月14日 (木)

トランジスタのエージング効果

先週、ぺるけ式HPAの最終段のトランジスタを2SA1859/2SC4883(サンケン)から
オリジナルと同じ2SA1358/2SC3421に交換しました。
許容されるコレクタ損失が違うので、アイドリング電流も55mAから35mAへ調整。

その直後に聞いた音から、約1週間たって聞いた音に違いがあるのでしょうか。

電解コンデンサなど、音質への影響が大きい部品は交換していません。
トランジスタのみのエージングで効果があるのか、ないのか判断できると思いました。


Tr_1


結果は、最初の数時間は、ギスギスした感じ、イガイガした感じがありました。

  1日目(10時間後) 電源を入れっぱなしで、少し角がとれてきたように感じました。

  2日目(24時間後) 耳が慣れてきた? 少しイガイガを感じなくなった。

  3日目。 ギスギス感を感じません。 なめらかで高域まで透き通った清々しい響き。

  5日目。 前回からあまり変わらず。 聴きやすい音。 低音の伸びも十分。 
        一度電源を落として、数時間後に再度電源投入、すぐに音を聴いても、傾向は変わらず
        聴きやすい爽やかな響きです。

  6日目。 5日目の試聴後、電源は落としておいた。 電源を投入して直後でも十分な滑らかさ。
        もう、初期のギスギス、イガイガ感は全くありません。 


トランジスタでもエージング効果をははっきりと感じられたので、これは気のせいではないと思います。
音質の変化の殆どは電解コンデンサのせいと思っていたのは間違いだったようです。
良い経験ができました。  ありがとう。

■結論  トランジスタもエージング効果はある


2012年6月13日 (水)

ヘッドホンアンプをバッテリー駆動してみました

ぺるけ式HPAをバッテリ駆動させてみました。

リッターバイク用のバッテリーでヘタってきたものが余っていました。 スイッチング電源よりノイズが
少ないと思うので、ちょっと試してみました。  
もとの性能は10Ahです。 ヘタったと言っても250ccクラスなら余裕でセルまわせます。

Battery


結果は残念なことに、バッテリー駆動すると、どんよりした雰囲気で明るさがなく
重心が低い音に聴こえます。

秋月のスイッチングアダプタの方が、メリハリがあってロックやポップが鮮やかで勢いがあります。
正直、ここまで差があるとは思いませんでした。

そしてスイッチングアダプタの欠点も見つかりました。
ボリュームをセンターまで上げたときに、わずかに聞こえる「ジー」という音、バッテリーでは
聴こえません。  おそらくスイッチング電源のノイズが乗ってしまっていると考えられます。

音楽を鳴らすと、全く聴こえなくなるので気にしていません。 そもそも音楽をかけながら
ボリュームをセンターまで上げられません。 だいたい9時から10時方向で聴きます。
ボリュームはBカーブですので、それでも相当な音量なのです。

ちなみに、ぺるけ式HPAの電源を左右独立させる33Ωはバイパスしています。 
この33Ωがあると、ここまで電源の違いが音質に影響することはないのかもしれません。
ただ、33Ωがあるのとないのとは、ベールがひと皮剥けたくらいの違いがあるのは確かです。

まあ、好みの違いでしょうか。 ライブを後ろ側で静観するのが好きな人と、ステージ近くで飛び跳ねて騒ぐのが
好きな人、というのに近いかもしれませんね。 ひとそれぞれです。

2012年6月12日 (火)

Yet Another Hybrid Amp 真空管ハイブリッド

YAHA アンプこと Yet Another Hybrid Amp 真空管ハイブリッド


http://www.fa-schmidt.de/YAHA/index.htm

真空管とオペアンプのハイブリットアンプです。
自作ヘッドホンアンプ人気と真空管ブームとをともに引き受けて、省配線で実現した素晴らしいアイデアの
ヘッドホンアンプです。

Image001

ここでもHeadwizeフォーラムのChu Moyさんの名前が出てきます。

ちゃんと目指すべきゴールを決めて設計しているようです。


回路は、非常にシンプル。3極管で増幅して、オペアンプをバッファとしてヘッドホン駆動する。
ただし、12V電源という、真空管にとっては非常に低い動作電圧で増幅させるという、前代未聞の
方法です。  こんな低い電圧で動作するんですね~
バイアスの方法も変わっています。  ただし、-0.3~-0.8Vという低いバイアスでプレート電流が
50~200uA程度流れる必要があるので、実用的に使える真空管は限定的なような気がします。
グリッドリーク電流って、プレート側からグリッド側へ漏れるものだと思っていました。
それが逆だったとは、良い勉強になりました。

Yaha

グリッド抵抗やプレート抵抗の値の決め方や範囲などWEBサイトに丁寧に書かれています。

ヒーターはLM317を定電流源として使用して、安定化をはかっています。 通常通りの定電圧源として
使うときより、コンデンサなどが要らなくシンプルになるというところを狙っているかもしれません。
12AT7、12AX7などヒーター電圧が12Vモノを使うのであれば、LM317も省けそうです。
6Vヒーターでも、抵抗1本で電流制限すれば済むような気もしますが・・・

彼は、NJMと6DJ8の組み合わせが良いとしています。
NJM4456と回路図では書いていますが、おそらく4556だと思います4558の出力強化版(Io=73mA)です。

ここでもAltoidというミント缶に入れてますが、外人さんってこのミント大好きなんでしょうか。
フリスクMP3プレーヤーなんてのも、一部で流行っていたので、お菓子のケースに入れて遊ぶのが
好きという感じかもしれません。

日本にもシールドできる手ごろなサイズの缶があればよいのですが。。。  
柿の種とかじゃでかいし。 チョコボールとかじゃ紙の箱ですし。

Cancan

これか!   アニメ大国の日本らしい。。。


そういえば、昔、真空管が載っているPCマザーボードがありましたね。  
こちらも 6922 / 6DJ8が使われているようです。 フィルムコンデンサのデカさが目立ちます。


2012年6月11日 (月)

A47ヘッドホンアンプ と Chu Moy ポケットヘッドホンアンプ

海外製の自作ヘッドホンアンプです。

Chu Moy A Pocket Headphone Amplifier

Apheared's 47 Amplifier (Michael Sheltonさんまとめ)


A47式ヘッドホンアンプやChu Moy ポケットヘッドホンアンプは、あまりに沢山の方々が作ったりレビューして
いたりでとてもにぎやかですが、本家を見つけるのに苦労します。

まず、Headwizeという、ヘッドホン愛好家たちが集まる場所で、Chu moyポケットヘッドホンアンプがヒットしたようです。

回路は、オペアンプのみ。 オリジナルはOPA132という1チャンネルFET入力オペアンプを左右で2個。
ただしOPA132は製造中止のためOPA134に置き換えています。
この回路のどこにオリジナリティがあるのか疑問に思ってはいけません。 流行らせた事に意義があるのです。

電源は9V電池1個。もしくは2個、AC電源などバリエーション豊富です。

Cmoy2_2a

ちなみに出力にでるオフセット電圧は、JFET入力オペアンプを採用することで、極力抑えるようにしていますが、
多少はあると思います。 それより出力のDCをカットすることによる弊害の方が大きいとみているのかもしれませんね。




次に、A47ことApheared's 47 Amplifier
こちらは、Aphearedさんという方が作ったアンプで、Chu Moyさんのポケットヘッドホンアンプに電流ブーストを
加えた構成になっています。

と言っても、1つのオペアンプ回路で増幅した信号と、もうひとつのユニティゲインオペアンプとを抵抗でミックス
しているというシンプルな構成です。
Burr-Brown's AB-051 application note(OPA2604 Audio Opamp.)を参考にしたとのこと。 
現在はOPA2604のデータシートの12ページ目にその回路が載っています。


Aph_47b

Gradoというヘッドホンを対象に作ったと書いています。 鳴らしにくいヘッドホンなのでしょうか。
またLEDメータやアナログVUメーターも付くバージョンがあって、なかなか愛敬のあるヘッドホンアンプです。
バーブラウンのアプリケーションノートでは出力抵抗が51Ωとなっている部分を47Ωに置き換えた
ところから「47」の名称がついたらしいです。


この電流ブースト、ayumiさんのChuMoyとA47比較ページでは、歪み率や、出力の大きさには
あまり違いがないようなことを言われていますが、私は、音を聴くと結構ちがうんじゃないかと思います。

静特性では違いが出せなくても、出力インピーダンスは確実に下がっているはずで、また、出力電流は
1/2に分担されるため、出力バッファ部のAクラス領域が見かけ上広くなっていると思われます。

音声帯域外の高域、数100kHz以上では、おそらく1段アンプ部と2段アンプ部の位相がズレていって、
何らかの悪影響があるかもしれませんが、とりあえずは耳に聞こえない領域での話ですから
気にしなくても良いのかもしれませんね。  
バーブランウンのアプリケーションノートが元になっているから大丈夫だろうという安心感があります。

時間があったらA47の方は作ってみたいです。

これらの自作ヘッドホンアンプは、みなさん好みで気に入ったオペアンプを使うという楽しみが
あって、自作ならではの趣味性の高さ、それと作りやすさが人気の理由なのかもしれません。


How to build the Apheared 47 Headphone amplifier for Grado Headphones
こちらは、カナダのベンジャミンさん。 電源部に一工夫あるA47のようです。 丸いミント缶が素敵です。
やはりGradoヘッドホンを対象にしています。 気になりますね。 ぜひ聴いてみたいです。

With_grados
 
 
 
==<追記>=====================
 
こちらに、A47ヘッドホンアンプの解説をまとめました。 
 
 

2012年6月10日 (日)

nabeさんヘッドホンアンプ

色々な方のオリジナリティあふれるヘッドホンアンプを探してみましょう。

まずは、検索サイドで「ヘッドホンアンプ 自作」といれると、上位にヒットする
自作アンプで参考元になっているnabeさん。

nabeの雑記帳

■D級ヘッドホンアンプ
  オペアンプ2段で位相回転発振を利用したアンプです。
  そう都合よく発振するものでしょうか。 発振周波数とか発振安定度とか、どうやって決めているのでしょうか。
  斬新極まりないアンプです。 しかも電池2本で動くとは。

■FETヘッドホンバッファアンプ
  2SK170と2SJ74の4パラレル・コンプリメンタリ・ソースフォロア・バッファの1倍アンプ。
  往年のMCヘッドアンプの初段を見ているかのような錯覚を覚えます。
  この構成でヘッドホンアンプにしてしまう発想には度肝を抜かれます。
  電源は電池2本。
  
■ダイヤモンドバッファ
  2SA1015と2SC1815のダイヤモンドバッファのみ1倍アンプ。
  これでまともな音がでるのだろうかと疑問に思うのですが、携帯HPAをオールディスクリート
  で作るには、この位の思い切りが必要なのかもしれません。 これも電池2本。

■オペアンプ+ダイヤモンドバッファ
  低電圧オペアンプLME49721と2SA1015と2SC1815のダイヤモンドバッファ
  これも電池2本。


いやー、nabeさんすごい。

こういった携帯HPAが存在する意義は、iPodなどの携帯プレーヤーの多くが、内部バッテリーの消費
を抑えるために非常に電流の少ないDAC内蔵オペアンプで出力しているからなんでしょう。
その代表格がWolfsonのDACではないでしょうか。 CMOSオペアンプはまだまだ改善の余地があると思います。
静特性は悪くないんですがね・・・


Equalizer_2

こちらは、往年の高級機のMCヘッドアンプ部。 ソースフォロアではありません。電圧ゲインがないですからね。

本日のカワセミ

Kawasemi_1_2


近くの公園に、アマチュアカメラマンたちが一眼レフを並べています。 でかいレンズをつけて。
サンニッパがどうとか、話をしてました。

上の写真は、裏面照射CMOSカメラ。 10倍レンズ付き。 さらに切り出して大きく見せています。
裏面照射CMOSのこの「べっとり&ノイジー」な感じ、どうにかならないものでしょうか。

2012年6月 9日 (土)

エージング効果

アンプのエージング効果は、経験上はかなり影響力があると考えています。

電解コンデンサが、製造されてから全く電圧が印加されていない状態でてもとまで
やってきて、突然電圧が入る。 
そこで電解液や薄膜アルミの表面状態に影響を及ぼすのではないかと私は考えています。
つまり、エージング効果は電解コンデンサが主な要因なのではないか。

長い間使われていなかった電子機器に電源いれると、とりあえず動いたとしても、
その後、すぐに(1週間から1ヶ月)壊れてしまうという現象に、何度もあったことがあります。
大抵の場合、電解コンデンサに起因する故障だと思っていますが、真相はわかりません。


Cap_2


オーディオ製品に使われる電子部品で、信頼性が低い or 寿命の短い部品 ワースト5は

 ・電解コンデンサ
 ・半固定抵抗
 ・小型トリマーコンデンサ
 ・ディレーティングが足りないトランジスタ/FET
 ・レーザーピックアップ(CD/DVD)
 ・リレー

あたりでしょうか。 統計をとった正確な情報ではありません。 単に私のカンです。
6項目になってしまいました。


話が逸れてしまいましたが、今回ぺるけ式HPAの終段トランジスタを本家と同じ2SA1358/2SC3421
に交換
しました。
電解コンデンサはそのままです。 これでエージング効果が感じられれば半導体でも
エージング効果があるということになります。

さて、その結果は・・・ 1週間ほどお待ちください。

ぺるけ式HPA改造まとめ(2)

New6pattern_2


ダイヤモンドバッファをあれこれ紐解いてきましたので、ぺるけ式ヘッドホンアンプの
出力段をもうちょっと最適化するように定数の変更をしてみました。

最終的な定数は、上の実態配線図どおりです。

改造項目とその理由はぺるけ式HPA改造まとめを見てください。 今回は抵抗の値が違うだけです。


じつは、オリジナルと同じ2SA1358/2SC3421も入手して試してみました。
沢山の人がぺるけ式HPAを作って、レビューの中でおっしゃっている「低音が引き締まっている」
という意味が理解できました。

私は、たまたま手持ちの2SA1859/2SC4883(コレクタ電流2A)を使っていたのです。

  低音の引き締まり = 量感か足りない

完全にイコールの意味とはちがいますが、そう遠くはないと思います。

その対策をぺるけさんのところでは出力カップリングコンデンサを2200uFと増量することで補っています。
低音側の帯域も伸びて、雰囲気は変わると思います。


ですが、2SA1859/2SC4883(サンケン)を使うと、低音側の表現力、色っぽさ、生々しさが違います。

ぺるけ式HPAをお持ちの方で、低音マニア、低音フリーク、低音ギーク、且つ大音量で聞く
のが好きな方であれば、交換する価値はあると思います。

ここでの低音は、超低音の伸びの意味ではありません。
ウッドベースの弦を弾く音、ピアノの左手側、ティンパニー、男性ボーカルの表現力が違うんです。
このトランジスタ、一時期マルツパーツで扱ってたのですが。。。

と言いつつ、今はオリジナルと同じ2SA1358/2SC3421ででエージング中です。
アイドリング電流は35mA~40mA程度。 上の図の82Ω->33Ωのところを22Ωにしています。
エミッタ抵抗は2.7Ωです。
これ以上小さい値にするには、温度補償を考えなければ危険な領域に入ってくると思います。
2SA1358/2SC3421でも問題ない音質が得られたら、また報告します。


追記 ======
ぺるけ式ヘッドホンアンプ改造&調整まとめに情報を集約しました。

2012年6月 8日 (金)

紫陽花

この季節はいいですね。

Ajisai


バイポーラトランジスタとMOSFETの飽和領域

■バイポーラトランジスタの飽和領域

Bjt_vceic_2


■MOSFETの飽和領域 

Mosfet_vdsid


飽和領域はどうして違う部分のことなんだろう。 ふと疑問に思った。


静特性でいうと横に平らになっている部分。
VCEやVDSが変化しても、電流が制限されている領域(IbやVgsでコントロールできている領域)という
意味では、増幅動作に変わりはないと思うのですが、
バイポーラトランジスタだと「活性領域」と呼んでいて、MOSFETだと「飽和領域」と呼ぶ。


多分、半導体の動作からすると、そう呼ぶのが正しいのかもしれませんが、この特性を使って
増幅回路を組むという観点からはどちらも同じように感じます。


バイポーラの「VCEsat」すなわちベース電流をがんがん流して、コレクターエミッタ電圧がどこまで下げられるか
というのがスイッチング動作で効率に効いてくる部分のひとつ。
そういう動作領域が「飽和領域」。

MOSFETだとVGSに電圧をがんがん(10Vくらい)にかけて「ON抵抗」なんていう項目があります。
ドレイン電流に対して比較的リニアなんでしょうね。
そこを「線形領域」と呼んでいます。


それではJ-FETはどうなの?  5極管は?  調べてみてわかったら、また報告します。
3極管だけは、電流が平らになっている部分がありません。

2012年6月 7日 (木)

ヘッドホンのインピーダンス

ざっくりと、ヘッドホンのインピーダンスを調べてみました。

SONY MDR-CD3000  32Ω  104 db
    MDR-CD900ST 63Ω  106 db
    MDR-MA900   12Ω  104db

AKG  K701       62Ω  93db
     K702       62Ω  93db

SHURE SRH1840    65Ω 96db
     SE535LTD-J  36Ω 119db

ゼンハイザー HD650  300Ω 94db
         HD598  50Ω 112db
         HD595  50Ω 112db


Mdrma900

MDR-MA900というのは、最近でた機種のようです。 12Ωはないでしょう・・・

2012年6月 6日 (水)

ダイヤモンドバッファの怪

ヘッドホン用のアンプでは、良く使われるダイヤモンドバッファですが、通常のスピーカーを
ドライブするアンプの出力段ではほとんど使われません。

その理由は何でしょうか。

先日、解析したように出力インピーダンスは十分に低い値となりますが、その条件は限定的です。
実は、出力の振幅が小さい時にはインピーダンスが低く、振幅が大きくなるにしたがって、
インピーダンスが上がっていくのです。

Diamond_1_1_2

(出力電流が増える)振幅が大くなったときこそ、出力インピーダンスが低い必要がある
のですが、ダイヤモンドバッファはそこが弱いのです。

それは、最終段トランジスタのベース電流(Ib)への供給がパッシブ(単なる抵抗)だからです。
この抵抗にはオームの法則が成り立ち、出力電圧が高くなると、Ibへの供給元電流が減ってしまうのです。


上の回路図の1.5kΩの抵抗に流れる電流を計算してみましょう。

■振幅が無いとき、または小さい時  
  ±VBが6Vのとき、6-0.6=5.4vが1.5kΩにかかっています。(100Ωは無視しています)

   電流 = 5.4÷1.5k = 3.6mA


■2Vrms振幅があった場合
 振幅電圧 2×1.41= 2.82V ほど電圧が上昇しますから、その瞬間は

   電流 = (5.4-2.82)÷1.5k =1.72mA

これだけで、電流が約半分になっています。   
ですが、バッファの負荷に流れる電流は、電圧増加に比例して多く必要なのです。
hfeが100ですと、17.2mAしか電流が流せない状態となってしまいます。

負荷抵抗が30Ωの場合、振幅が2.82Vの瞬間は
   
   電流 = 2.82 ÷30 = 94mA も流れる計算ですが、上記の回路では電流制限がかかり流せません。

hfeが200なら34mA、hfeが400なら68mA 、 hfeが800なら137mAまで流せます。

ダイヤモンドバッファの出力トランジスタはhfe命という理由は、このことから判ります。


ヘッドホンアンプの出力はせいぜい1Vrmsですから、悪影響はそれほと顕著ではなく、一般に問題ない
レベルに仕上げることができるようです。

パッシブ抵抗から定電流回路にしたとしても、定電流回路が十分に定電流を流すには、その回路の両端
電圧が最低でも2~3V程度必要になるので、VB、すなわち電源電圧を高く設定する必要が出てきます。

2012年6月 5日 (火)

民生機器のコスト

定価というのがあった時代の話です。

定価にはお店の利益もメーカーの利益も開発費も含んでいる金額というのは当たり前の話です。
さてさて、そのコスト配分はどうなっているのでしょうか。

ざっくり、10万円のオーディオ機器だと

お店:5万円
メーカー:5万円
   |工場生産:5千円
   |部品代:2万5千円
   |金型などの経費:1万円(企画台数割り)
   |残り:1万円(人経費、開発費)

もちろん、生産台数や、お店の規模(大手量販店ではすんごく安く仕入れる)によって
違いますが、大体こんな感じです。  現在もそう大きくは変わっていないと思います。

年に1000台売れたとして、1万円×1000台=1000万円
開発2人、営業1人だとすると人経費すら支払えません。

金型費の計算は、1000万円の金型を500台で割ると1台あたり2万円。 -> 成り立ちません
               同上、   1000台で割ると1台あたり1万円。

そもそも、いまどきオーディオ機器に10万円はらってくれる人はどのくらいいるでしょうか・・・

もっと利益率を上げようとすると、部品代をケチっていくんですね。 2万円とか1万5千円とか。
なんだかお金のかかっていないCDプレーヤーだなっと思われても、仕方のないことです。
その方面では有名な話しはこちら

10万円もするオーディオ機器だと、いつの頃からか、筐体カバーを開けた写真が雑誌などに載るようになって
目に見える形でのコストダウンは購買意欲をもダウンさせてしまいます。

2012年6月 4日 (月)

ハンドメイドアンプ 手ハンダ

いまどき自動挿入機をつかわず、職人さんが1台1台、手ハンダで作るアンプだそうだ。
ソウルノート LA10

確かに、試作などで手ハンダしたアンプと、工場ラインで試作した量産試作や承認サンプル
の音が違って聴こえることはありました。

工場で流したものは、なんだか質感が粗いような気がするのはエージングの違いだけでは
なかったのかもしれません。

また、LA10は半固定抵抗を使わず、固定抵抗をその都度選んで調整するという、恐ろしく手間のかかることを
するとカタログに書いてあります。  私も半固定抵抗は信頼していないので、ちょっと賛成。
なかなか面白いアンプです。

ところで、ハンダは共晶ハンダと鉛フリーハンダどちらでしょう。 

鉛フリーのハンダを色々試してきたけど、ホントひどい。 
硬い。 基板をねじるとクラック発生。 落とすとBGA剥がれる。 何とかならないのでしょうか。

Pbfree

その中では、これが一番使いやすい。 千住金属 ECS M705
一発で決まるときは全然問題ないのですが、定数変更などしようとして部品をとろうとすると
鉛フリーハンダは苦労します。

そういえば、こんなこともあった

サンスイの関連で思い出したことが、もうひとつ。

こんな事を書いて良いのか迷うところだが、2004年の秋、アメリカで東芝製のテレビから
救難信号121.5MHzを発して、騒ぎになったというニュースがありました。

そのテレビ、正確にはDVD付きのテレビで、DVDのバックエンドプロセッサーのDRAMのクロックが
なぜか121.5MHzだった。  
自分の担当はフロントエンドプロセッサのサーボ関連でしたので、私がその周波数に設定した
訳ではないのですが、関係者各位に多大な迷惑をかけてしまったことに違いはないと思っています。

DRAMクロックが、直接外に飛び出て救難信号としと人工衛星まで届くとは思えませんが、
テレビ内部にはRFアンプが入っています。 このあたりの周波数は、完全にテレビ用のRF帯域内ですから、
シールドなどが甘く、機器内でDRAMクロックを増幅、そのままアンテナ線へ漏れて、信号を発信。
というロジックが考えられます。

正直、こんな周波数の決まりごとがあるなんて知りませんでした。

その後、誤報を多発する121.5MHzの救難信号は2009年に廃止されたということです。

2012年6月 3日 (日)

ダイヤモンドバッファの解析

数値的なものは、なるべく書かないようにしてきたのですが、ちゃんと説明するためにも欲しくなってきたので、
ざっくり計算してみることにしました。

Diamond_1

この回路の入出力インピーダンスを計算してみましょう。
エミッタフォロアはコレクタ接地なので計算式はこちらで見ていただくとして、wikipediaコレクタ接地回路

■1段目の入力インピーダンス

Zin = rπ+(β0+1)RE   これだと分かりにくい。  

   rπ=hfe/gm    β0=hfe=100    gm=40 x Ic 
   動作条件   Ic=3mA    RE=1.5kΩ  で計算してみましょう。

  Zin = 833+150K = 約150kΩ ですね。

上下で2つになりますが、初段の差動回路の負荷抵抗と比較して十分に軽い(抵抗値が高い)ので
悪影響はなさそうです。

■2段目の入力インピーダンス

   計算式は、同様に
   動作条件   Ic=20mA    RE=30Ω  で計算してみましょう。

  Zin = 125+3k  = 約3kΩ です。

こちらは、1段目の負荷1.5kに対して影響力はありますが、とりあえず気にしないでおきます。

気になる方は、1.5k//3k = 1kΩ で、もう一度、1段目の入力インピーダンスを再計算してみてください。
んまあ、hfeが150とか200とかになってしまえば、この抵抗値の違いは誤差のようなもの。
こいういう計算は、ばらつきの大きいhfeの影に隠れてしまうものと判かった時点でやめてしまって
大丈夫なんです。 抵抗も5%品をつかって全く問題の無い箇所といえます。


さてさて気になる出力インピーダンスの方を計算していきます。

■1段目の出力インピーダンス

Zout = (1/gm)+(Rg/β0)

   gm=40 x Ic   β0=hfe=100

   動作条件 Rg=2.2k   Ic=3mA で計算してみます。

  Zout = 8.3+22 = 30.3Ω 

なかなか低いですね。

■2段目の出力インピーダンス

   動作条件 Rg=1.5k//(30.3+100)=120   Ic=20mA で計算してみます。
  
  Zout = 1.25+1.2 = 2.45Ω 

おお、これも結構低い値です。

コレクタ電流 Icを50mAへ増やした場合では

  Zout = 0.5+1.2 = 1.7Ω 


ここまできて、前回のダイヤモンドバッファは2段ダーリントンとしての駆動力はない
といったのはひどく言いすぎだったようです。
ベース電流を強制的に流しこめる回路ではないですが、十分に低いインピーダンスで出力できる回路です。

現在、この低インピーダンスを殺すようなエミッタ抵抗の値が入っていますので、まだまだチューニングの
余地があるということが判ってきました。  楽しみがまたひとつ増えた気がしてうれしいです。

2012年6月 2日 (土)

思い出した

私が10年ほど前に設計していたDVDプレーヤのドライブ周りを提供した OEM中心に
商売をしている某メーカーが、北米向けだか、ヨーロッパ向けだかにSANSUIブランドを使っていた。

「かからないディスクが出てきたから調査お願いします」とディスクとセットで送ってきた液晶TV(DVDスロットイン)
のロゴマークはパナソニック、東芝、JVC、聞いたことないメーカーいろいろ、そしてサンスイ。
びっくりしたのは言うまでもない。
Sansuisledvd196

この写真は現行モデルらしいので、当然、私がかかわったものではありません。
10年くらい前で、すでにサンスイはブランド貸し(売り)をしていたということですね。
どこどこ向けに、TVカテゴリーの販売権を1年、いくらで。 という感じでしょうか。

サンスイ

今年、2012年4月2日についに倒産となってしまったサンスイ。山水電気。

面白いページを発見しました。
イシノラボ/マスターズ店長

サンスイで907/707/607シリーズの開発に携わった方らしいです。

回路図などは載っていないですが、大変貴重なお話をこの連載の中で書かれております。

私が高校生のときにバイトなどして始めて買ったアンプがAU-α607iでした。
あの艶やかで滑らかで、それでいてパワフル。他社とは明らかに一線を画す「音楽の表現力」に魅了されたのを
今でもはっきり憶えています。
実家に保存しておいたつもりが、いつの間にか捨てられていて、ともて悲しい思いをした。

当時は回路のことなどよく分かっていなかったのですが、今思えば、この価格帯のアンプでサンスイだ
けバランスアンプ構成のため、他社に比べて多くのトランジスタを使わなければならない。
特に出力段は完全に独立した4ch分のアンプが必要で、コスト競争力は著しくわるい。利益が出しにくいアンプだったかもしれません。

A607i


2012年6月 1日 (金)

オペアンプICとディスクリートアンプ

オペアンプなんて大した事ない、ディスクリートの方が良いに決まっている。
なんていうことを言った同僚がいました。

多くの人のメインソースであるCDプレーヤー(SACD、DVD-Audioも含む)で、DAC以降すべてをディスクリートで
組んであるものがどれほどあるでしょうか。 
殆どのDACポストフィルタはオペアンプで構成されていると思います。 その方が特性が良くだせるからです。

実際、20年以上前に開発されたNE5532でも、使いこなせば相当な音質です。
故 長岡鉄男氏が愛用していたことで有名な、NEC CD-10というプレーヤーが私のメイン機ですが、
シグネNE5532が使われています。

音質の方は、解像力と躍動感がすばらしく、残響音が消えていく瞬間に思わず息を止めてしまうような
緊張感があったりします。 
ただ、粗い録音のディスクも隠さず表に出してしまうので、お気楽に聞けるという感じではありません。
まあ、そういう表現力もオペアンプで実現できているひとつの例だとは思います。

オペアンプICにはモノリシックで製造しているという足かせがあり、PNPとNPNトランジスタがどちらも理想的な
特性で作ることができないという記事を読んだことがあります。
また、電圧も±18V程度が限界ですので、それ以上の電圧が必要な回路では、一部の特殊な高耐圧オペアンプ
か、ディスクリート構成でアンプを組む必要が出てきます。

今回のようなヘッドホンアンプはぎりぎりオペアンプICでもドライブ可能ですが、余裕があまりないため
ドライブ能力という観点からはディスクリートの方が有利な場面が多いのではないでしょうか。

S/Nや歪、帯域の広さ、作る手間など考えると、オペアンプICに軍配があがるかもしれません。

Opamp1


IKEA効果

各所で話題になったことがあるので、聞いたことがある方が多いと思いますが、

「人は自分で手間をかけることがクオリティーの向上に繫がると信じるものです」と指摘するのは、
米ハーバード大の経済学者マイケル・ノートンだ。このことを彼は「イケア効果」と呼んでいる。
製品の組み立て作業を消費者に任せることで成功した、家具大手イケアにちなんだ名称だ。

と、勝手に記事をコピーしてしまいました。
電子工作の類も、これに当たると思います。

ちなみに、我が家にもIKEAで買った家具がありますが、ニスを塗ったりと2週間ほどかけてゆったりと
組みました。  そんな訳で捨てられずに引っ越しても現役です。
そのクオリティが高いかどうかは微妙ですけど・・・  ニス塗りって難しい。


Ikea1


電子工作に限らず、作ったものを客観的に見ることができる能力が必要ですね。
それと、本当に他人に見てもらうことも大切。

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