やっと方針が決まった 完全バランス回路

「完全バランス回路」「フルバランス回路」という言葉は何となくカッコよく響きますが、一体どんな回路のことを指しているのでしょうか。

私が思うにバランス入力、バランス出力を持つ増幅回路の総称なんじゃないかと思います。

世の中には 独立したアンバランス回路２組 を使って、HOT、COLDを別々に増幅する回路もあります。

一方、

サンスイのXバランス回路のようにひとつの差動回路でHOT/COLDをMIXして増幅する方法もあります。

こちらの方が、差動成分以外をキャンセルして増幅できるので理想的と思います。OPAMPのスペック的にいうとCMRR（コモン・モード・リジェクション・レシオ）に相当します。

以下のようにブロック図にすると分かりやすくなります。

左側は回路がHOT/COLDで独立しているためコモンモード信号を除去する効果はありません。

右側はバランス入力－アンバランス出力回路を２つ搭載したものです。
＋入力を抵抗分圧で減衰させるためS/Nを犠牲にするけどコモンモード信号は除去されます。（SoundRABBITに使いました）

こちがら単一の差動回路でバランス出力もできる回路。Xバランス回路もまさにこのタイプです。ひとつの差動回路が中心になりコモンモード信号をキャンセルしながらディファレンシャルモード信号を増幅します。

今回の回路も完全バランス型ディスクリート回路になります。

シミュレーションしてみると、可聴帯域（10Hz～20kHz）で約116dBほどのCMRRがあるみたいです。

ついでに

　帰還回路のない無帰還アンプ。

かつ

　エミッタ抵抗レスアンプ。

でもあります。

上のブロック図から帰還回路を削除すると以下のようになります。シンプルになり過ぎてちょっとおかしいですね。。。でもそういう回路です。

HPA-1000 ヘッドホンアンプで無帰還にした時の明瞭、豪快、高分離な音と、エミッタ抵抗レス回路のようにみずみずしい透明感を合わせたら面白いかなって思っていたのですが、今までいくつか考案してみたものの、ひずみを低くする回路がなかなか思いつかず、殆ど1年を費やしてきました。

年末年始でぐーたら生活をしていた時、ふと思いついた回路でシミュレーションした結果が以下です。

なかなか上手くいきました。４次以上の高次高調波が少ない点もいいですね。

例えば、こんな感じで上の物よりも2次・3次高調波は少ないけど高次高調波が多い場合があります。シミュレーションでこういう結果が出ているとき、大抵、私の耳には合いません。数値スペックは良くても聴き疲れするんですよ。不思議ですね。

計算上のTHDは0.002%と十分な数値になっています。 無帰還なバランス回路で0.01%を切るのは大変でした。

ただし、この回路にも不得意な所があります。

それはDCオフセットを低く保つのが難しいところです。出力のDC値を調整してもフィードバックが一切掛かっていないので恐らくドリフトします。 DCサーボを追加するのも手ですが、最も単純でノイズも発生しないカップリングコンデンサでDCをカットします。（HPA-1000では無帰還設定でも増幅率の21dB分だけDCを帰還してドリフトを抑え込んでいます）

そんなこんなで、この回路を新DACへ搭載していきたいと思っています。

まだまだ構想段階ですので期待せずにお待ちください。