2014年9月17日水曜日

アンプ回路はどっちがいいの?両電源<単電源?

せっかくのオペアンプちょい足し回路を単電源で作ってしまい、その音の良さにビックリしたのですが、シミュレーションを使って両電源仕様の回路と特性を比べてみました。
評価回路を以下に示します。シミュレーターは「LTspice IV」です。

これが今回作った単電源仕様のヘッドホンアンプ回路。
10kΩの抵抗で中点バイアスを作ってます。出力には直流をカットする1000uFのコンデンサが付いてます。

比較対象の両電源仕様のヘッドホンアンプ回路。
中点のバイアスを取っ払い、出力の1000uFコンデンサも取っ払い、負電源を追加して接続しています。それ以外は全く同じです。両電源仕様は、±9Vと電源電圧が倍になって、出力コンも無くなってかなり有利かもしれません。

正入力のバイアス抵抗を24KΩに変更しています。これは、負入力の帰還抵抗とバランスさせるためです(そうしないと出力にオフセットが出てしまう)。
負入力側の抵抗値は、本来なら負帰還抵抗の24KΩと、接地抵抗12kΩの合成値なのですが、接地抵抗にコンデンサを直列に入れてるので、直流的には絶縁されている(12KΩは無いものとして考えて良い)から、24KΩ+負荷の32Ωとなります。

それぞれの歪率をシミュレーションしてみます。
まずは単電源仕様から。
単電源仕様⇒Total Harmonic Distortion:0.000013%

両電源仕様⇒Total Harmonic Distortion:0.000108%

なんと、単電源仕様の方が歪率が1桁も良い値です!
グラフにはほとんど差は見られないんですけどね。たぶん、このくらい小さな値になると、目視できる差は無いんでしょうね。
ちなみに公平を期して、両電源仕様を±4.5Vでシミュレーションしても結果は変わらず0.000108%でした。

何の根拠も無いのですが、僕が思うにアンプに取って0Vを跨がるのは実は苦手なんじゃないのかと。0Vって無ですからね、アンプからしたら「何したらいいの?」って感じ(笑) バイアスは流してるけど、やっぱり正負の切り替わりは良い影響は無いのでは?と思います。
専門家では無いので、頓珍漢なこと言ってるかもしれませんが…


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13 件のコメント:

  1. おつかれさまです。
    ベースラインが斜めってるのは何でですかね??
    (自分じゃシミュできないんですがw)
    高調波が見えないので、
    「ひずみ率はどちらもゼロ」が正解じゃまいか?と。

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    1. ベースラインが斜めってるのは良く分からんです。
      FET入力なアンプだと、こうはならないんですよね。謎です。。。
      そうですね、どちらもゼロが正解ですね。違いは誤差範囲かなぁ。

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  2. 僕も電池駆動なら単電源派
    レールスプリッタは電位がひどく揺らぐ

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    1. gin_liquorさん、初コメントありがとうございます。

      単電源もバカにできないですよね。
      僕はコンデンサ否定派じゃないので、良い音ならどちらでも。
      レールスプリット。。。あれ、めんどい(笑)
      抵抗+コンデンサなら簡単だけどアレだし、そのためにカレントミラーとか、オペアンプとかめんどい。
      ヘッドホンアンプならまだいいけど、パワーアンプじゃ使えない(こともないけど)し。

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    2. gin_liquorさん、ちょっとお邪魔して「Maximi.org」を見てきました。
      「SoundBombe V2」凄いカッコいい…
      あのサイズにあの性能を突っ込むのは僕にはできない(笑)
      きっとチップパーツ使ってるんだろうなぁ。最近の目の衰えがチップパーツを許さない。。。

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    3. オペアンプ以外全部ディスクリートです、トランジスタはA1359C3422ペアを全部で8個使ってます、昇圧回路はHT7750Aです。
      基盤は秋月のパワーグリッドユニバーサル基盤です、これが一番の功労者かも。

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    4. パワーグリッドユニバーサル基盤すげー!
      ショートしそうで怖いけど、いつも悩む電源ラインのレイアウトが楽になりそうだ!
      オペアンプ+ダイヤモンドバッファっすかね。

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    5. あ、ダイヤモンドバッファって書いてあった!
      久しくダイヤモンドバッファで作ってないなぁ(ぺるけ式は除く)。
      ちょっとダイヤモンドバッファを再勉強してみよう。

      A1359/C3422って良い石ですか?

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    6. シリコンが大きそうなので狙っていきました。
      A1015/C1815に比べ優しく深い音がします(クソ耳だけど笑

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    7. 糞耳仲間がいて嬉しい…

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    8. ちなみに僕は、A970/C2240のペアが好きです。
      A1015/C1815に比べて、クリアな感じがします。糞耳ですが(笑)

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  3. 単電源だと必然的に A級動作(常にバイアスがかかる)なので数値上の歪み率がよくなるというだけではないでしょうか?

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    1. はい、その通りです。
      単電源だとスイッチング歪みが無いのですよね。上記で0Vを跨ぐのが苦手と書いたのはこのことです。
      その代わり、音質に影響を与える出力コンデンサが入るので、数字上のスペックと聴いた印象はまた違うものになるんですよね。

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