差動回路の出力合成（５）フォールデッドカスコード

差動回路の出力合成（４） で完了にしようと思っていましたが、コメントを頂いたフォールデッドカスコード回路についても書こうと思います。

こんな回路になります。 R1,R2の位置を2段目側に移動しているのは、その方が電流の流れを考えやすいからです。

これまで例にあげた回路は1段目で増幅、2段目でも増幅する「2段増幅回路」になっていてました。　しかしながらフォールデッドカスコードは1段目と2段目が独立しておらず実質１段増幅と考える方が良いと思います。

初段差動の電流を他に漏らさないようにして正確な差動動作を実現、直線性の向上を目指している。というのが通常の差動回路です。

フォールデッドカスコードは、初段と2段目に流れる電流を分流することで信号を伝達します。　つまり差動動作（２分岐）の上流で枝分かれして電流が４分岐していので正確な差動成分の抽出を目指している回路ではありません。　とはいえ、初段の負荷は完全に等しいので、DCドリフトは起きにくい回路です。　もし、差動成分の抽出を正確にしたいのであれば2段目の下側のカレントミラーを強化するのが良いのではないでしょうか。

R1,R2に流れる電流は、D5によるバイアス電圧とR1,R2の抵抗値によって決まりますが、初段に電流を持っていかれる分、2段目（Q4,Q6）の動作電流は減ります。　

R1,R2電流のダイナミックレンジのことを考えると初段と2段目の動作電流は１：１になるのが理想に思えますが、初段トランジスタの音の良い動作領域と、2段目の仕事の一部である出力段のドライブ力と役目が違うため電流の分流比は研究の余地があると考えられます。

先ほども書きましたが、１段増幅回路なのでオープンループゲインは通常60～70dBにとどまり、90～100dBを超える2段増幅回路と比較すると低ひずみ、低ノイズを実現するのは難しい回路です。　その代わり高速、かつ、複雑な位相補償なしで高安定な回路になると思います。

という事でざっくり回路説明しました。　

より詳細を知りたい人はシミュレーションしてみるのが良いと思います。

---

参考まで

フォールデッドカスコードをオーディオ製品に載せた例はマランツ以外で見たことありません。

以下は、マランツ CD-15に搭載されたHDAM（Hyper Dynamic Amplifier Module）というアンプモジュールの回路です。

お手本的な回路構成で分かりやすいです。回路定数をみると初段に4mA以上（0.6V÷68Ω）という大きな電流を流しているためスルーレートは非常に高かったと思います。

CD-15のように初期のHDAMはモジュールでしたが、その後は基板上に「蓋をするだけの銅カバー」になりました。

モジュールを基板に実装すると、接点が増えてしまうので基板のディスクリート回路にカバーをするだけの方がメリットがあるとに気が付いたのかもしれませんね。

　＜ マランツCD-7のDAC基板　TDA1541とHDAMが映える ＞

フォールデッドカスコードは銅カバーシールドが必要（外来ノイズに弱い回路）とは思えないのですが、立派な銅カバーがカタログ内で異彩を放ち、一定の宣伝効果はあったと思います。　銅価格高騰の影響か近年では銅カバーが省略されたようです。 残念ですね。

ラックスマンのアンプにもフォールデッドカスコードが使われていた時期があったそうです。dumbbellcurlさん情報ありがとうございます。

Luxman L-410のパワーアンプ部。　

初段はJFET（2SK270）とトランジスタのダーリントン接続差動回路でカレントミラー能動負荷。 そして2段目は定電流回路付きフォールデッドカスコード回路。　差動合成は初段のカレントミラー部によって行っていますが、2段目が低インピーダンス入力なので増幅率はゼロ。2段目への電流入力により、ほぼ1段増幅回路になっています。　他に例を見ない独創的な回路構成に驚かされますね。

---

・初段カレントミラー負荷

・カレントミラー正負反転式

・バランス負荷２段 

・フォールデッドカスコード

と、差動出力を合成し後段へと伝達する回路を４つほど取り上げました。

いかがでしたでしょうか。