2021年9月12日日曜日

CSPPという選択肢 ⑨ 小出力パワーアンプ

パワーアンプ・・小出力CSPPアンプ

回路の確定

実験を続けていてどうやらまともに実用機として動きそうなことがわかって、音を聴いてみたくなりました。
基板を起こすことにします。
出力段のトランジスタはとりあえず部品箱にあった2SA1859を使っていました。
実はそれと同時にオーディオ用のパワートランジスタを秋月に発注していました。
昨日届いたので代わりに使ってみることにします。
手に入れたのは2SA1908と2SC5100のコンプリトランジスタです。
今回使用するのはPNPトランジスタですので2SA1908を使います。
サンケンのパワートランジスタで定格8A、75Wと余裕です。
ひとつ80円と安心して使える価格もうれしいですね。

IV変換CSPP回路


ES9018k2m/ES9038q2mの電流出力を受けることを想定しています。
前回実験回路からIV抵抗・バイアス部分の定数2kΩ+3kΩに変更しました。これにより定電流の2SK170のVDSは1V以上確保出来るようになりました。
12V電源は3Aのスイッチング電源を使います。片チャンネル2個なのでステレオ構成で4個、DAC用に1個(こちらは1A品)と合計5つのユニットを使うことになります。

いつものPasSでユニバーサル基板に組むための作図をします

ユニバーサル基板図

秋月C基板に組むとこんな感じになります。これでひとつのチャンネル分ですので。同じものがもう一枚必要になりますね。
あとは、電源基板が必要です。電源には安価なスイッチング電源を使う予定ですので、ノイズの量と質を確認しておく必要があります。そしてそれに見合ったノイズフィルタを追加することにします。
手に入れたスイッチング電源はこちらです。


けっしてAliexpressのまわしものではないのですが、安いので利用しています。

上記回路図では2SA1015となっていますが、若干変更しようと思います。

使用トランジスタ類

  • 2SK170BL IDSS 9.54mA
  • 2SA970GR hfe 280
  • 2SC1815Y hfe 214 677mV
  • 2SA1908P hfe 110 520mV
手持ちのトランジスタをみてみたところ、2SA1015,2SC1815Yは少なくなっていました。2SA970は2SC2240はたくさんあるので、そちらを使おうと考えました。これらは低ノイズオーディオ用として使われてきましたが、2SC2240の国内在庫が少なくなっているようで購入制限があります。2SA970に関してはまだまだ大丈夫なようです。
ということで、手持ちの2SC2240を使おうと思いましたが、ダーリントン接続で使うのには高すぎるhFE(400程度)がちょっと心配になり、やっぱりなけなしの(笑)2SC1815Y(200程度)を使うことにしました。。。海外製の2N5551あたりでも良さそうなのですが・・・・すでにECB配列でPasSで作図してしまったし・・・まぁいいや。

まずは片チャンネル分です。

裏面も
配線を確認しながら・・・・
さくっと1チャンネル分は組み立て終了。部品点数が少ないのでちょろいもんです。(笑)

しかし・・・一発では動かない。全く電流が流れない状態で、半固定を動かしてもピクリともしません。しかも、JFETのDS電圧が、片側0.8V、もう片側-6.3V。。。。どういうこっちゃ??こりゃ何かやらかしてるわ・・・・・

フロート電源なので、テスタをあてて電圧を測るも、、、わかりずらい。というかわかりません。。しようがないので抵抗レンジでやみくもに導通チェックしました。
そうしたら・・・
うわ・・・こんなところが導通していない。。。老眼の目にはわかりませんでした。(笑)
はんだ不良。。。まだまだだな。。。。修業が足りん。。。

ということで、動作チェック!!
0.47Ω両端が370mV→アイドル806mA
出力オフセット2.2mV
出力電圧6Ω負荷で4.02V→2.69W
この時の歪率が
0.08%。。。うぉ0.1%切ってるわ。。。
アイドル多く流すと結構いいみたい。。。。。

と、順調に進んでいるようにみえますが・・・
そんなことはありません。
どうも、ノイズが多いのです。なのでスイッチング電源の出口にラインフィルタを入れてみたりしました。これ、かなり効いたのですがそれでも満足のいく結果にはなりませんでした。


それでも、データ上は1W出力でTHD+Nが0.03%といい感じにみえます。。
が。。
実際に試しにスピーカーにつなげてみるとなぜか無音時のフロアノイズレベルが上がってしまうんですよ。そして耳を近づけるとプチプチというノイズが聞こえてしまいます。
この時のノイズレベルー78db程度です。-80dbって聞こえるんですねぇ。。
計算すると0dbFSで4Vのー80dbは、1/10,000なので0.4mVの残留ノイズとなるわけだ。

フローティング電源は、スイッチングノイズに敏感・・・・みたいです。
やはしトランス式にするかぁ

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