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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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