2014年10月20日月曜日

【訂正記事その1】ClassAA再び。パワーアンプ編

今回のパワーアンプ、ホイートストンブリッジが崩れると初段のオペアンプが過負荷になる可能性が分かった。ここに訂正する。
もし実装前なら中止、実装後ならごめんなさい。。。

下図に今回のホイートストンブリッジを示す。
ホイートストンブリッジの前提は、

R1*R3=R2*R4

である。これが崩れると、ホイートストンブリッジの性質を失ってしまう。
この性質というのは、A-B間の電圧がゼロになることである。

ここで、全ての抵抗が誤差5%だとすると、次の2つの最悪ケースが考えられる。

最悪ケース1最悪ケース2
最大値最小値
R2(33Ω)34.6531.35
R4(0.1Ω)0.1050.095
R2*R43.638252.97825
最小値最大値
R1(0.33Ω)0.31350.3465
R3(10Ω)の最適値11.605263168.595238095

最悪ケース1は、R2とR4が最大値、R1が最小値のケースである。この場合のR3の最適値は、約11.6Ω。
最悪ケース2は、R2とR4が最小値、R1が最大値のケースである。この場合のR3の最適値は、約8.6Ω。

したがって、R3は±約2.0Ωの幅を持たせないといけない。つまりR3を可変抵抗器として、ホイートストンブリッジが成立するようにR3を調整する必要がある。

ヘッドホンアンプ程度なら誤差1%の金属被膜抵抗も使えるし、たとえ1%の誤差範囲で最悪ケースになっても、そこまで問題にならない。少々オペアンプが頑張れば良い。

ただし、パワーアンプになると扱う電力が大きいため、最悪の場合はオペアンプが昇天する可能性がある(たぶん)。そもそもホイートストンブリッジが成り立ってないなら、そのご利益にも預かれないし。

回路の見直しと、調整方法の検討をして、出直してきます。。。


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4 件のコメント:

  1. おお、さらに進化する悪寒!

    当隊の探検によれば、1kHzの歪み率は測定不能でも
    10kHzとか(聴こえないけど)20kHzになるとボロが出てきます。
    初段のレスポンスを次段に比べて早くしたらいいのか、同じくらいが
    いいのかも未解決問題です。。

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    1. 人間って20kHzまで聞こえるんじゃなかったでしたっけ?Wikiに書いてあったような。。。(でも音楽の世界では40kHzまで音楽記号?が存在するようです。聞こえると言うか感じるんでしょうね)。そして、全く聞こえないはずの100kHzまで再生できるヘッドホンがSONYから出たとか。。。
      貧乏なので、オシロ買えないからシミュレーション頼みなんです(汗)が、そんなに悪くなるんですか!?
      レスポンスは2段目以降の方が速いほうがいいのでは?と思ってます。なぜならば、各社から出ているバッファICのSRが化け物みたいにSR値がいいのです。LT1010のSRが75V/μSって。。。バッファICって二段目に使う前提ですよね。
      すみません、あまりアカデミックな観点での検討はしてないのが実情。シミュして聞いて、直して、のトライアンドエラー方式(笑)

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  2. おつかれさまです。
    当隊の耳は13kHzが限界(泣)
    シミュできないので実践・波形観測あるのみ(笑泣)
    近いうちに高速OPアンプ試してみます。

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    1. 訂正記事にも書きましたが、ClassAAはホイートストンブリッジの精度が第一のようです。あと、聴覚上の歪みは感じないなぁ。
      歳を取ると高域が聞こえなくなるらしいから、きっと加齢のせいだな。。。

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