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アレキサンダー電流帰還アンプ基板 ALX-03

Alx03_aa

アレキサンダー電流帰還パワーアンプ基板 ALX-03

アナログ・デバイセズ社、マーク・アレキサンダー氏考案の電流帰還アンプを応用し、現在入手可能な部品で構成して簡単に製作できるようにしたハイ・スルーレート・パワーアンプ基板です。 

 

基板1枚で1チャンネル分のパワーアンプが組めます。 
2枚セットです

 

■特徴

+低ノイズ、低歪、ハイスルーレートな高速アンプ 

+DCオフセットを抑えるDCサーボ搭載 

OPAMP交換による音質変化を楽しめる 

+3段ダーリントン出力段による高ドライブ能力(2Ω負荷対応)

+最適化された基板パターン 

+幅広い電圧に対応(標準±15V~±20V / 定数変更すれば±50V程度まで) 

プロテクタ基板と組み合わせて使うとポップノイズ・レス、かつ、少配線

 

■ALX-03のスペック (±20V電源のとき)

+ノンクリップ出力 : 10W(8Ω)、 20W(4Ω)、 40W(2Ω) 

+歪率 :  0.0025 % (8Ω 1W  1kHz) 

+残留ノイズ :  14uV (A-Wait  入力ショート) 

+ダンピングファクタ :  140 

+スルーレート :  160V/us 

+周波数帯域 : 0.5Hz~500kHz(+0dB、-3dB) 

+S/N比 :  116dB 

+ゲイン :  27dB 

 

Alx03_thdn_trans

  歪率カーブ 8Ω負荷 20Hz/1kHz/20kHz  ±18V電源 

 ※ VP-7722A にて計測 

 

Alx03_thdn_842ohm

  歪率カーブ 8Ω、4Ω、2Ω負荷 1kHz  ±18V電源 

 ※ VP-7722A にて計測 

 

 

Alx03_8ohm  

ゲイン・位相 周波数特性  8Ω負荷 2.83V出力時 

 ※ Analog Discovery にて計測 

 

 

■回路図

ALX-03回路図

 

■部品表

ALX-03部品表

  ※ 空芯コイルの製作方法はこちら 

 

 

■外形寸法

Alx03_gaikei

 

 

■配線方法

プロテクタ基板 PRT-01と合わせるとシンプルな配線でアンプが完成します。  

Amp_wire01  

PRT-01基板のJ1とJ2は対称的な信号アサインにしてあるので、アンプ基板への配線を間違えないように気をつけて下さい。(基板のシルク文字をよく見てください) 

電源やスピーカー端子への内部配線は、耐熱ビニル電線 UL1015 AWG20 あたりがお薦めです。 

オーディオ入力信号の配線は、AWG 24~26の太さが配線しやすいと思います。 シールド線ではなくても構いません。 ボリュームからパワーアンプの入力までの間は、短く配線する方が良いです。(外来ノイズの影響を受けやすいため) 

 

 

■製作例

Alx03ti

<< プロテクタ基板 PRT-01と組み合わせた製作例 >>

 

■アイドリング電流調整

アンプを組み立てた時、最初にパワー段のアイドリング電流を適切に調整する必要があります。 また、OPAMPを交換したときも微調整してください。 

Vfa01_adj1 

バイアス電圧を調整して最終段のアイドリング電流を調整します。 上の写真の緑の矢印をテスター(電圧計)で計測し、半固定抵抗VR1で調整します。 この電圧がエミッタ抵抗(0.22Ω)の両端です。 下式でアイドリング電流が求まります。 

  アイドリング電流 = V ÷ 0.22Ω 

例えば、V = 50mV なら 50mV ÷ 0.22Ω = 227mA となります。 

 

アイドリング電流は、 ある程度多い方が歪率が減ります。 しかし、発熱も増えるため電源電圧とヒートシンクの放熱容量しだいで上限がきまります。 

ひとつの目標としては、タカチの放熱ケース HIT23-7-18SS で、電源電圧が±15Vなら300mA程度とすると良いと思います。

  ジュール熱(発熱量) =±15V0.3A = 9 [W]  

 

±20Vなら、225mA で 同じ9W の発熱量です。 

また、背面に金属部が出ているパワートランジスタは、直接ヒートシンクには取り付けず、絶縁シートを挟みます。 上の写真は、熱伝導シリコンラバーシート TO-3P用 を使用しました。 フルモールド(背面全てプラスチックで囲われている物)のパワートランジスタの場合は、直接 放熱シリコングリスをつけて放熱します。 

Q9(上の写真、2つのパワートランジスタの間にあるトランジスタ)は、最終段の熱を感知するためヒートシンクへ取り付けます。 放熱シリコングリスをつけて熱を伝えやすくします。 

 

■初期の動作確認用の電源のおすすめ

パワーアンプは、ハンダ不良や定数間違えなどあった場合、大きな電流がながれてしまう可能性があり、危険が伴います。 

万が一を考慮し、初期の動作確認用として、15V1.6A程度のDCアダプター x 2個をお薦めします。 DCアダプタには過電流保護回路が内蔵されていて、大電流が流れるようなことがおきたとき、速やかに電流をカットしてくれます。 

上記の15V1.6AのDCアダプタでも十分に音楽を堪能できる音がでます。  

 

 

■OPAMP交換時の注意点

下記のOPAMPは動作確認済みです。 

2回路入りOPAMP全てで正しく動作するとは限りません。 下記以外のOPAMPを使う場合は、いきなりスピーカーには接続せず、オシロスコープ等で発振していないか確認してからご使用下さい。 

LME49720NA   推奨品(トータルバランスが良い)

NJM5532DD   準推奨品(安心感のある音)

NJM4556ADD

NJM2114DD   NJM5532の高速版

NJM2068DD

MUSES8820D

MUSES8920D   JFET入力

OPA2604AP   JFET入力

OPA2134PA   JFET入力

LME49860NA

JFET入力タイプのOPAMPでは、入力のDCブロッキングコンデンサ(C0)をバイパスすることができます。 

 

※ OPAMPの電源電圧は±12Vほど印加されます。 
  下記のOPAMPは使用できません。

 ・CMOS-OPAMPなど低電流タイプ、低電圧タイプ
 ・電流帰還タイプ

1回路入りOPAMPは、変換ソケットを使うと使えるとは思いますが、確認しておりません。

 

 

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