トランジスタ技術2018年8月号の・・・

トランジスタ技術2018年8月号は、シミュレーションファイルが５００以上も収録されたDVDが付録されています。

発売は7月10日ころだったのですが、これまで読む機会がありませんでした。

実は、このときの回路データが収録されています。

8月号の紹介のwebサイト（DVDの特設サイト）ではちゃんと回路説明が書いていますね。これを見て安心していました。　

ところが、、、　

実際のトラ技を見ると、表題と作者名しか掲載されていません。

表題だけでは何が特徴の回路なのかまったく不明で、このファイルを開く人はいないのではないかと思われます。

また、500個もあると、全てのファイルを開いて実際にシミュレーションをするというのも、普通の人には非現実的ですね。

それに、私がいうのもなんですが

「ワイドラー型ヘッドホンアンプ」と書かれていても興味をそそりません（笑

ワイドラーさんの回路は多くのOPAMP回路のベースになっている、いわば普通の回路だからです。

このワイドラー型アンプの特徴は詳細を見ていかないと面白さは分かりません。

ということで、内緒で回路図を公開しちゃいます。　DVD掲載から若干モディファイして、更に高性能になっています。

回路全体は、このような構成です。NF回路に入っているV4は、オープンループ特性をシミュレーションするためのモノで、普段は「0V」もしくは「バイパス」して下さい。

赤文字は動作電流で、あとから追記しました。極端に電流を多くすることなく、わりと現実的な電流にしています。初段は2mAと少しだけ多めです。

スーパーリニアサーキットのように理想トランジスタが必要ではありませんので、他の品種のトランジスタに変えても似たような特性が得られます。

　理由は簡単です。

トランジスタの物理特性に頼らずにNFBに頼った回路だからです。

NFBの要である比較器。つまり、初段回路が凝っています。D4、D7は信号クリップ対策で普段は機能しません。 2段目も凝っていますが、全ては初段の理想動作のためのお膳立てです。

初段のエミッタ抵抗の数値は、半固定抵抗のようにDCオフセットを調整するために中途半端な数字が入っています。DCオフセットが出ると歪率は悪化するので、なるべく出力が0Vになるように調整します。

FFT解析の高調波ひずみは、ご覧のように２次と３次高調波がわずかに見えていますが、-170dBを切ります。

トラ技に提出したあと少し回路を改善し、当初-150dBだったものをさらに20dBほど下げることに成功しています。

９次までの高調波を計算したT.H.D.は、０．０００００３％ です。小数点以下のゼロが５個です。

オープンループ特性を表示するときは、AC解析にして、NF回路に入っているV4の「＋ノード」÷「－ノード」にします。

この例だと V(n022)/V(n038) です。

（n0**）というノード番号は、回路図エディタが勝手につけた番号ですので回路を変更すると番号が変わりますのでご注意ください。

シミュレーションでは電源が理想的で、配線に抵抗もインダクタンスもなく、たやすく超低歪な回路を作れますね。

実際に回路を組むと、おそらく外来ノイズや電源ノイズとの戦いになります。電源はバッテリーなどを使うことで理想的な条件に近づきますが、その他のノイズは厄介です。0.002％くらいまでのアンプでは気にならなかったものが壁になって、その先が見えてきません。

蛍光灯やパソコン、エアコンなど周囲のノイズを避けて、深夜に電池式LED電球で灯りをとりながら計測しても0.0003%は結構大変です。

これほど低歪なアンプが実現できたとしても計測する手段がありません。

おそらく、これまでに発売された最も低ひずみな計測が可能だったアナログ式オーディオアナライザは、シバソクの「AG15C」「AD725D」のペアと思いますが、それでも-130dBに届かないはずです。

パナソニックのVP-7722Aの発振器は100Hz～10kHzで-130dBの特性を得ていたのですが、ひずみ計測部は1kHzで-125～127dBほどです。オーディオプレシジョンの最高機種APx555はもう少し上かと思います。

AP社のSYS-2700は、THXやDTS規格に適合するための測定データに必須なため、AVアンプを作るメーカーにとっては事実上の標準機になっています。

いま考えると30年前の日本の測定器は、よくできていましたね。某国のオーディオアナライザは30年まえの日本の製品にようやく追いつき、追い越したところなのですから。

今現在の日本のオーディオアナライザの高性能機はすべて生産中止というのが何とも悔しいですね。

専門メーカーであれば、会社の威信・存続をかけて開発するのでしょうけど、大企業のいち部門が作っていると、全社的な業績悪化でサクっと止めてしまう。客観的にみれば「選択と集中」って良い面と悪い面があると思います。

AP社は素晴らしい測定器を開発すると同時に、商売上手でもありますね。

ひずみ率のdB表記とパーセント表記は以下のとおりです。

40dB　＝　1%
60dB　＝　0.1%
80dB　＝　0.01%
100dB　＝　0.001%
120dB　＝　0.0001%
126dB　＝　0.00005%　このあたりが測定限界
140dB　＝　0.00001%
160dB　＝　0.000001%

※ この回路を実際に製作しても動作の保証は一切ありません。あしからず。
私の勘では発振しないように位相補償するのが大変だと思います。発振しにくいLTspice上でも高域で発生するピークを潰すのに少々苦労しました。

追記＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

VP-7722AのS/N比 ループ測定（5V 1kHz A-wait）

VP7722AでL/R同時測定しています。7セグ値 左から「発振周波数（kHz）」「Lch s/n比（dB）」「Rch s/n比（dB）」

オシレータ出力をそのまま計測部に入れて「内部発振器」と「測定部の特性」の両方を測るのがループ測定です。

s/n比：127dBくらいの数値はでていますね。素晴らしい性能です。

歪率 ループ測定（5V 1kHz 500kHz帯域）

7セグ値 左から「発振周波数（kHz）」「Lch THD（dB）」「Rch THD（dB）」

一応、-127dBくらい出ますが、オシレータの全周波数ではなく１００Hz～１０ｋHzでの性能です。それ以上でもそれ以下の周波数でも徐々に悪化します。（LPF 80kHz ONにするともっと良い数値がでます。）

THD+Nというノイズも評価すると10dBくらい数値が落ちますが、それでもかなりの低ノイズオシレータです。

ガレージメーカーなど、一部のアンプで計測帯域を明記していないものがあります。

歪率の数値は、計測帯域幅（500kHz、80kHz、20kHz）によって値が異なるため、帯域幅が明記されていないと比較できません。

JEITA/IECではA級、AB級アンプは「500kHz」、D級アンプは「20kHz」、それ以外の条件を使ったときは明記することと決められています。

※トランジスタ技術の記事でも測定帯域幅を明記していない筆者さんが多く、数字だけみて単純に比較できない点はご注意ください。私が書いた記事はJEITA基準に則って計測しているので、市販のアンプのカタログと数値で比較できます。

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