ディスクリートパワーアンプ基板　VFA-01: new_western

ディスクリートパワーアンプ基板　VFA-01

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。

（2019年8月以降、秋月電子で購入できる初段JFETの付録をやめて価格を下げました。）

ほぼセオリー通り、基本に徹した設計の差動２段＋３段ダーリントン出力段の電圧帰還アンプです。　

■特徴

＋ローノイズDual JFET入力（付属）　

＋低ノイズ、低歪、低ＤＣドリフト　

＋超低音域まで完全にフラットなＤＣアンプ　

＋差動２段回路構成により
　　　電流バランスが崩れず、ＤＣ安定度抜群
　　　高PSRR、高CMRR、低歪を実現　

＋ＤＣブロッキングコンデンサの撤廃　

＋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±１２V～±２０V / 定数変更すれば±50V程度まで）　

＋プロテクション基板と組み合わせて使うとポップノイズ・レス　

■VFA-01のスペック（±20V電源のとき）

＋出力　　10W（8Ω）、　20W（4Ω）、　40W（2Ω）　ノンクリップ　
＋歪率　　0.0028 ％（8Ω 1kHz）
＋残留ノイズ　　16uV
＋ダンピングファクタ　　280
＋スルーレート　　25V/us　
＋周波数帯域　　DC～500kHz（+0dB、-3dB）　
＋S/N比　　　114dB　
＋ゲイン　　　27dB　

　　歪率カーブ　８Ω負荷　20Hz/1kHz/20kHz ±18V電源　

　　歪率カーブ　８Ω、４Ω、２Ω負荷 1kHz ±18V電源　

　※ VP-7722A　帯域80kHz にて計測

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

VFA-01回路図

■部品表

VFA-01部品表（2019-9-6訂正）

　　※ 空芯コイルの製作方法はこちら　

　　※ 定電流ダイオード選別方法はこちら　

■外形寸法

■配線方法

プロテクタ基板 PRT-01/PRT-02と合わせて、シンプルな配線でアンプが完成します。　　

PRT-01のJ1とJ2は対称的な信号アサインとしてあるので、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、AWG24～26の太さが配線しやすいと思います。　シールド線で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

＜＜ PRT-01と組み合わせた製作例＞＞

■DCオフセット調整

出力－ＧＮＤ間のＤＣ電圧を計測しならが半固定抵抗VR2をゆっくり回してオフセットが±10mV以内になるように調整します。　

■アイドリング電流調整

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）＝±15V ｘ 0.3A ＝ 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。　