PiZero ES9028q2mDAC②

前回①の最後で負電源など電源の見直しが必要なことはわかっていました。

でも、なかなか、その気にならなかったのです。

が、やっぱり見直しをすることにしました。

見直し

• 電源電圧の見直し
• 負電源作成方法の見直し
• ヘッドフォンアンプ部電源の見直し

電源電圧の見直し

今回使ったes9028q2mボードはDACのアナログ部の電源が単一電源です。ちょっと基板の配線を追ってみましたが両電源を考えて作られていないっぽいのでそのまま単電源で使うことになりました。

ということは、DACアナログ部の電源はなるべく高いほうが有利です。前回TL431を使った定電圧回路を導入しましたが、12V入力だと、定電流回路にトランジスタを使ってもどうしても10V程度になってしまいます。できれば12V以上で使いたいものです。

ということで、電源電圧を15Vにしました。

これで、出力部は12Vは取れるようになります。そうすると、ヘッドフォンアンプ部にも15V供給できるので、駆動が楽になります。

DACのオペアンプはいつものTL072です。

負電源作成方法の見直し

前回は555を使ったチャージポンプ方式で負電圧をひねり出していました。しかし、どうしても効率が悪く、20mA程度の負荷がかかると8V台まで落ち込んでいました。なので、ここはリベンジNJW4191の回路を使って効率よく高い電圧を取り出すことにします。

電源部の回路はこのようになりました。これだと20mA程度の負荷があっても電圧降下が少なく15V入力で14V台の出力になります。そこからならヘッドフォンアンプ用の定電圧回路の出力も±11V程度の設計でもいけます。

実体配線はこんな感じになりました。

下はいままで使っていた555を使った負電圧基板。これをばらして使えるものは新しい基板に移植していきます。

これで、±15Vの電源供給部分ができあがりました。

あとは、ヘッドフォンアンプ部のツェナーダイオードを交換して出力電圧を上げます。

今までは、2.2Vと2.0Vを直列にして4.2Vの電圧を作っていました。

トランジスタのVBEが約0.6Vですから、ヘッドフォンアンプのオペアンプは±4.9Vで駆動していたことになります。

ヘッドフォンアンプ部電源の見直し

当初ヘッドフォンアンプは定電圧化しておらず、負電圧は555によるチャージポンプ、正電圧は抵抗で電圧ドロップダウンしての運用としておりその後定電圧化しました。

今回負電圧電源を見直したのでこちらも変更しました。

定電圧回路はアンプ部ボードの電源電解コンデンサを外しそこに設置

写真は最初に実験していた時のもので、出力電圧6.2Vですが、こののち入力が555電源だと８V程度まで落ち込むことがわかったので出力を4.9Vにして運用していました。

今回負電源作成をNJW4191のチャージポンプ方式とし入力電圧が負荷を与えても14V程度となったので定電圧出力を上げることができます。

通電さんのページにあった電源回路を参考にトランジスタと定数を今回の目的にあわせしました

－電圧の定電圧回路　＋電圧側はNPNの2N5551を使います

定数はJFETは10mAのIDSS ZDは4～5mAとしました

2N5401では出力コンデンサが0.1μ程度だと発振しましたので大きめの47μFを入れています

正電圧側は0.1μFでも問題なく使えました。

これは2N5401のhFEが2N5551よりも高いことに起因するのかもしれません。

なので、ZDに10Vのものを使って出力10.6V程度にします。これなら、ヘッドフォンアンプに使ったオペアンプも本来の性能が期待できますね。

ヘッドフォンアンプ部はLT1112を使ってみました。このオペアンプ±1V～±20Vと動作電圧範囲が広く、低い電圧でも動くのでポータブルHPAに使おうと思って買っておいたものですが・・・・部品箱の中で使われずに居たのでここで働いてもらうことにしました。

定電圧回路を入れての駆動電圧は＋10.74V、－10.58Vとなりました。

ふぅ、ずっと気になっていたことができて満足です。今日は充実感とともに休むことにします。おやすみなさい～～