バランス入出力アンプの検証（４）

試作したバランス入出力アンプの検証の続きです。

前回、ちょっとひずみ率が高い、残留ノイズが多いということが分ってきて、その後トランジスタの最適な動作ポイントを探る旅をしていました。この辺はシミュレーション通りにはいかないところでもありますね。

さて、

アンプが複数段あるとき、初段でゲインを稼いでしまうことでトータルでノイズを小さくすることができます。トランジスタのノイズに関しての詳細はこちらの資料をご覧いただくとして、このアンプの初段（差動回路）はゲインを１に設定してバランス入力の差動成分を抽出することに専念させています。また、ひずみを極力発生させないために自己帰還を最大限設けているともいえます。

つまり、設計思想の段階で高S/N比（=低ノイズ）を追っていないということです。

とはいえ、あまりにひどいのは許せないので色々と調整してみました。

　　＜　各所の抵抗値を振って測定を繰り返す　＞

当たり前ですが、トランジスタの動作電流は品種それぞれに最適なポイントがあり、低すぎても高すぎてもダメです。　今回使用しているKSC1845は元々NECが2SC1845として作っていた低ノイズトランジスタのひとつですが、現在のonセミのKSC1845は同一特性ではないと考えられます。

初段電流は、ひずみがあまり大きくならないポイントを探りました。なぜなら、初段でひずむと後段でそれを増幅することになってしまうからです。2段目はノイズと歪のバランスを探りつつゲインが約10dBくらいになるようにと調整しました。

　　＜　20Hzから20kHzで殆ど変わらない特性　＞

Analyzerの上に散らかっている抵抗が苦労の証拠・・・

とりあえず、いい塩梅の動作点を決めて計測、グラフ化してみました。負荷を10kΩと軽くしているのは終段でひずみが発生すると前段の様子が見えなくなるからです。

20Hzから20kHzまで全帯域でひずみのカーブが変わらないという点はいいですね。　強いて言えば、カーブの底を打つところが2Vrmsくらいまでいってほしかったです。　このグラフは約1Vrmsで底を打って上昇し始めています。

目標の0.01%を切るという点においては、300mVから2Vの間、まあまあの領域で実現できているけど、もう一息って感じです。

8Vrmsまでクリップしないことが分りますね。上昇している部分のひずみ成分は殆ど第3高調波でした。それより低い部分は第2と第3のmixでそれ以上の高次高調波が少ないのがこのアンプの特徴になっています。

さて、この動作点でどんな音がするか聴いてみたのですが、スピード感と穏やかさが同居するストレスのない音。と思いました。

ベースラインのパンチもありつつ、ふわっと軽いボーカル。存在感、リアルさも楽しいです。

試聴はバランス接続したヘッドホンなので、負荷が上の測定時よりもずっと重くひずみ率は増えているハズですが、どれも全くストレスを感じさせない穏やかな雰囲気です。

バランス入出力ヘッドホンアンプとして十分優秀な音だと思いました。

この部分だけ単独リリースもありかもしれませんね。