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2012年10月28日 (日)

ヘッドホンアンプに必要なスルーレート

ヘッドホンアンプに必要なスルーレートはどのくらいなのでしょうか?
昨日の計算式と、下記の条件で計算してみましょう。
 
■出力電圧:1.73Vrms 帯域:20kHz (30Ω 100mW )
 
  SR = 2 x 3.14 x 0.02MHz x 1.73 x 1.41V = 0.31 [V/usec]
 
■出力電圧:1.73Vrms 帯域:100kHz  (30Ω 100mW)
 
  SR = 2 x 3.14 x 0.1MHz x 1.73 x 1.41V = 1.53 [V/usec]
 

通常CDを聞いているときは、0.5~1V/usecで十分といえます。

SACDやハイレゾ音源を聞く時には、もうちょい。 それでも2V/usecで足ります。

ヘッドホンアンプにはあまり高いスルーレートは必要ないということです。
 
   Sr3
 
 
 
ちなみに、パワーアンプでは
 
■出力電圧:28.28Vrms 帯域:100kHz (8Ω 100Wアンプの場合)
 
  SR = 2 x 3.14 x 0.1MHz x 40V = 25.1 [V/usec]
 
 
計算上このくらいは必要となってきます。
 
こちらに 正弦波とスルーレート という項目に参考にした計算式が載っています。
 
 
 
★アンプのスルーレートの算出方法
  
フルディスクリートHPAのSRを計算してみましょう。
 
このアンプのスルーレートを決めているのは、初段の電流値と2段目に入れてある位相補償の容量です。
 
  C=Q/V   C:キャパシタ容量  Q:電荷 クーロン  V:電圧
 
コンデンサに貯まる電荷はこの式 で表されますから、電圧の上昇は
 
  V = Q/C   となります。
 

初段電流は定電流で、とりあえず1mAで計算してみます。 2段目のCobは3pFとします。
 
  V = Q/C = 1mA x 1us / (47pF + 3pF) = 20 V/usec
 
 
実際には初段のCobや、出力段の入力容量とかあって、これより少し低い値になると思いますが半分になることはないでしょう。 ということでヘッドホンアンプとしては十分な値となっていることがわかります。
 
また1段目の差動の負荷が等しくないことから、立上りスロープと立下りスロープが等しくはないと思います。
 
 
 
昨日・今日は、計算ばかりになってしまいました。 なるべく計算などしないでわかり易く説明ができたらよいのですが・・・ 
 
電子回路の設計には避けて通れない計算があるので仕方ないのかもしれません。
 
  
 
 

  

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