2W x2chミニアンプ③アンプ回路の話

パワーアンプの増幅回路です。



【差動回路を考える】
差動回路というのは高性能ですな。NFBを掛けて使うのが前提です。
今回の2WミニアンプはオールオーバーのNFBとNO-NFB切り替えですから、
まあ大丈夫かと思い色々と試してみまして、結論を出すのに手間取りました。
例としてバッファ回路を考えてみます。

何やら怪しそうな感じ？今ひとつOKを出せない音で困りました。
これは当方の偏見ですが、滑らかさが足りない、表現が粗い。（爆）

岩だらけの道路を凄いハンドルさばきで補正しながら直進しているイメージ。
少し右に寄ったらハンドルを左に、行き過ぎたら戻す。NFB補正です。
岩に相当するものはTrの雑音や非直線性でしょうか？
低雑音なOP-AMPは音が良いという噂の根拠はこれでしょうか？

でも世の中には同じことを思った人も居るんだか何だか、
下図の様な対応手段を取っている方も居る様です。

差動としての性能は悪化しますが、見かけ上の差動信号レベルは増えます。
信号レベルが大きくなるので相対的に粗さは小さく見えるんでしょうか？
JFET入力OP-AMPは音が滑らかという噂の根拠がこれでしょうか？

何やら見えてきた気がしませんか？
まあ以上の話は当方の作り話なので信用しないで下さい。（爆）


【当機の回路を考える】
差動回路を採用して見かけ上の特性は向上しますが、
音が良くなる話とは別みたいですな。
差動回路は却下です。（爆）
上記の差動のお話は頭の体操という事でお納め下さい。（爆）
JFETが1個だけの増幅回路は歪率は悪いですが、音は良いですよ。

でも流石にJFETが1個だけはナニですな。
コンデンサが増えますし、電源の影響もモロに受けます。
よって下図の様に定電流回路とかミラー回路を使用して変形します。


動作点とか増幅率がすべてGNDを基準として動作する様になります。
電源変動とかの影響が無くなる訳ですな。
更に、緩いDCサーボを掛けて安定動作させます。ドリフト対策です。

バッファは出力段MOSFETのゲート容量駆動です。バッファ無しは音が駄目。
DCサーボの回路はPchのJFETを使って簡易型で済ませています。
PchのJFETが入手不能でも、下図の様にNchのJFETで構成する事も可能です。

以上の構成で当機の増幅回路を組もうと思います。


【NFBモード切替】
上記の回路構成なら、NFBとNO-NFB以外にもうひとつ、
下図の3モードを切り替えることが出来ます。お遊び機能です。



【ブロック図】
これに利得の切り替えスイッチも盛り込みまして、下図となります。

スイッチは小信号用を使用。SW1はノンショートでもOKですな。
SW2はショーティングです。使用中に切り替える用じゃなくて、
電源ONの前に切り替えておく用のスイッチとご解釈下さい。


【回路図】
具体的な回路図です。（図をクリックで拡大です。）

＊R101〜R103,C101,C102,FB101〜FB103は音質対策です。
　過去記事ご参照。→ポタアン（爆）　その③
＊D102はLEDで2V稼いでます。ここの電圧が1.2V程度では雑音が増す様です。
　回路図にGaNと書いてましたがGaPですな。あ〜あ間違えちゃった。（爆）
　定電流回路のエミッタ抵抗値を大きくできれば雑音が減る様です。
　R107〜R110の値で電流値が決まりますが、Q101のIDSSより少な目とします。
　Q103が流す電流値も雑音に1〜2dB効いている感じです。（2014.03.17）
＊NFBの抵抗値も倍の値では雑音が増す傾向にあります。歪率も影響します。
　小さい抵抗値だと大きな信号入力のときに駆動不足になるので注意です。
　特にQ101がR104,R105を直線性のある領域で駆動できないといけませんな。
　まあ回路図の定数がちょうど良さそうな値とは思います。
＊C104も重要です。高周波領域の安定化ですな。いわゆる位相補償です。
　高NFBでスピーカー端子にC負荷すると寄生発振しますが、これの対策です。
　違う場所に小容量Cを付けての対策も可能ですが当方式はスマートですよ。
　C104を付ける事で雑音も少し改善します。
＊Q107のソース（出力）が、だいたい±0.1V以内になる様にTR101を調整します。
　「緩い」DCサーボですから、その程度でOKでしょう。
＊Q101ですが、S/Nに関係しますし、音質にも関係します。
　ここはS/N測定も絡めて後日に書こうと思います。
＊R115を書き忘れてました。（2014.03.17）SW2がショーティングですが、
　ショートしたら駄目でしょ。対策で47Ωを付けました。単純な理由です。

下図は出力段ですな。詳細は過去記事（ポタアン）をご参照下さい。

＊今回はアイドル電流を9mAくらいに増やしました。
　PchのMOSFETがけっこうバラついている感じがします。
　9mAという値はどうなのか？後日に評価検証致します。（2014.03.18）
＊R155はMOSFETのバラつきにより寄生発振が収まらない時に使用します。


【エミュレーション】
まずはDC電圧と電流です。


f特と波形ですな。問題なさそうです。





【おまけ・計算式を思い出す】
あまり使わない計算式ですが、ついでに、備忘録という事で置いておきます。
その都度調べるのも面倒で、本を開くのもめんどくさい計算式で御座います。
当方の個人用なのでくれぐれも引用などしないで下さい。



物凄い間違いがあるかもよ？（爆）


ロードライン（負荷線）って何の事？　（爆）

今回はこの位と致します。




【注意事項】
実験や個人的な使用は自由ですな。しかし、当方考案の回路や検証を断りもせず
商品などに採用したり記事に掲載するのは駄目ですよ。パクりはイケません。
記事の内容は鵜呑みにせずご自身で実験評価して下さい。
そして当方はめんどくさいので一切サポート致しません。（爆）

以上です。