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2016年6月30日木曜日

【更新あり】今さらながら「LM380非革命アンプ」

こちらのページを参考に、「LM380非革命アンプ」を作成。
作者に感謝。


1ch分

突入電流緩和のため、電源部にリレーを使った遅延回路を組み込んである。
LM380は内側6ピンがグランド兼、放熱部となっているから銅箔テープで放熱してある。


実装後の表側

うっすらと銅箔テープが見えるのが分かるだろうか。


放熱部分

きったねーw
銅箔テープの粘着面は熱に弱いため、一度無水アルコールで基板裏側のフラックスを落として、極薄に塗ったエポキシ接着剤で貼り付けてある。その後、刷毛を使ってフラックスを再塗装。


パーツレイアウト

ただいまエージング中。
様子を見て、LM380の表面にも放熱器を貼り付けるか検討しよう。
今のところ、ダミーロードでかなり出力を上げても50度くらいだから問題なさそうだ。

以下、電源部(遅延回路)とケース内写真の追加(2016/07/02)。

遅延回路のレイアウト図 

図中で1000uとなってるコンデンサは、2200uの間違い。
この容量を大きくするほど遅延時間が長くなる。


ケース内写真

精神衛生上、LM380に放熱器を付けてみた。


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2016年5月14日土曜日

【解決?】単電源から3つの電源を生成。でもこれで合ってるの?

もうこれでいいや(笑)

単純だった

要するにダイオードのVfを使って1V弱の電圧降下させる。
実測で+5.3Vになった。この先に繋げるDACの定格が+6Vだから問題無いだろう。


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2016年5月13日金曜日

単電源から3つの電源を生成。でもこれで合ってるの?

12VのACアダプタから、5V単電源と±6Vの電源を生成してみた。
こんな回路。

これで合ってる?

なんとなく動作しているが、NJM7805の出力電圧が4.7Vとなんとなく中途半端。
データシートによると、Vin=10Vで最低4.8Vは出せると書いてある。この回路の場合、Vin=12Vだから問題無いはずだが、仮想グランド(VGND)との電圧差は6Vでしかない。
ちなみにLM380が生成する両電源は、VGNDを基準に±6Vがしっかり出てる。

なんだかモヤモヤする。誰かエロい人、教えてください。


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2016年2月1日月曜日

オペアンプ+ダイヤモンドバッファなヘッドホンアンプ。その2

前回投稿した回路で実際に製作、特性を測定してみた。


実装後

測定は、USBオーディオI/FにBEHRINGERのUCA222を、アプリケーションはRMAAを使う。緑線がUCA222、白線がこのアンプ。
ちなみに、UAC222は色違いなだけで中身はUCA202と同じだそうだ。
ダイヤモンドバッファを構成するトランジスタは、熱結合してあるのが分かるだろう。
この状態で、出力段のトランジスタの温度は40度~50度で均衡する。熱結合しないと、出力段のトランジスタC2120/A950が熱暴走するかもしれない。

機器の接続方法は、PC - UCA222(OUT) - (IN)当該アンプ(OUT) - (IN)UCA222。
※LoopBackとは、PC - UCA222(OUT) - (IN)UCA222。つまり、自分の出力を自分の入力へ繋げる。

TestこのアンプUCA222のLoopBack
Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB:+0.08, -0.10+0.11, -0.08
Noise level, dB (A):-89.5-89.3
Dynamic range, dB (A):89.789.5
THD, %:0.0340.038
IMD + Noise, %:0.0570.057
Stereo crosstalk, dB:-87.9-89.7
サマリー

なんだか、UCA222単体よりもこのアンプを噛ました方が特性良くなってるじゃねw


周波数特性

UCA222の出力とピッタリ重なって、アンプによる劣化無し。
※高域の波打ちは、UCA222の癖である。念のため。


ノイズレベル

UCA222のノイズをそのまま拾ってる感じ。


ダイナミックレンジ

UCA222の(略)

つまりは、UCA222ではちゃんとした測定ができないレベルで特性が良いということだ。
周波数特性とダイナミックレンジに出ている50Hz付近の山は、AC100Vからのノイズが影響していると思われる。JJは関東住みなので。
アルミケースの蓋を開けたまま測定したのが要因の一つかもしれない。蛍光灯やら何やらから飛び込んで来たか。

聴き込んでみた結果、その音は測定結果通り、ダイナミックレンジが広くノイズが皆無で、エッジが効いたサウンドだ。エッジは効いてるが聴き疲れはしない。クラシック音楽を聴いてると心地よさに居眠りしてしまうほど自然な音である。
NJM4580の性能を全て引き出したような気がする。

この回路の特徴は、音声信号ラインに「直列に」コンデンサが入ってないこと、位相補償をする代わりに入力時点でローパスフィルタにより高域を減衰させていること、出力段にダイヤモンドバッファを使い低歪を実現していること。
これまでの実験より、ヘッドホンアンプ程度の出力ならば、同等出力のバッファ回路なら、一般的なバイアス作ってプッシュプルより、ダイヤモンドバッファの方が歪率が低いようだ。

また、バイポーラ入力なオペアンプでも入力抵抗を高くでき(入力に並列な抵抗を入れてないため)、出力オフセットをゼロに合わせ込むことができるのも特徴だ。


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2016年1月31日日曜日

オペアンプ+ダイヤモンドバッファなヘッドホンアンプ。その1

オペアンプにダイヤモンドバッファを足してヘッドホンアンプを作る。
オフセット調整回路も付けてみた。

回路図

電源は前に作った両電源回路を流用。
これ、ACアダプタから手軽に両電源が生成できるから超便利。


評価回路

2SC2120/2SA950の代わりに似たような特性のBC337/BC327を利用する。


周波数特性

歪率

Total Harmonic Distortion: 0.000017%。
いいねー!


パーツレイアウト

一聴した感想は、とにかくクリア、超絶クリア。
明日、特性を測定してみよう。


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2016年1月18日月曜日

Headphone amplifier used 2N3904/2N3906.(Power supply is 12V AC-DC adapter.)

I designed a headphone amplifier.
A transistor uses only 2N3904 and 2N3906.


Schematic
(240p -> 220p)

Simulation result:

Evaluation circuit.

Frequency response.

Total Harmonic Distortion.

Total Harmonic Distortion is 0.000144%(at 1.0Vpp output).


Parts layout.
(2016/01/25 Update.)

At your own risk!
Good luck!

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2016年1月17日日曜日

ACアダプタ(12V)を利用した1815/1015ヘッドホンアンプ(★★★★お勧め)

1815/1015がいっぱい余ってたからヘッドホンアンプを作ってみた。
トランジスタは1815/1015しか使わない縛りで。


アンプ部は1ch分のみ

電源部は前回のを使い回し。
トランジスタが1815/1015だけに、終段はダ-リントン接続&2パラレルで出力の分散を図る。
シミュレーションで評価してみた。


評価回路


周波数特性

とっても素直なカーブ。
全高調波歪は、Total Harmonic Distortion: 0.000190%。


出来た


Test1815&1015_HPABEHRINGER_LoopBack
Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB:+0.08, -0.10+0.11, -0.08
Noise level, dB (A):-89.2-89.3
Dynamic range, dB (A):89.489.5
THD, %:0.0530.038
IMD + Noise, %:0.0570.057
Stereo crosstalk, dB:-87-89.7
特性を実測

ノイズレベル

もちろんシミュレーション結果より悪いが、測定の間に入ってるUSB-DACからの劣化は少ない(ノイズレベルなんてほぼ変わらない)。


パーツレイアウト

ディスクリートはパーツが多くて面倒だけど、オペアンプベースのより音が出た時の達成感はハンパない。
1chあたり、11個もトランジスタを使ってるからね。でも1815/1015だからローコスト。

音は。。。超汎用トランジスタ1815/1015侮るなかれ!


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2016年1月10日日曜日

ACアダプタ(12V)を利用したお手軽ヘッドホンアンプ(★★★★お勧め)

12VのACアダプタを利用したお手軽なヘッドホンアンプを作ってみた。
こんな回路。


LM380で両電源を生成

この回路のミソは、LM380を使って±両電源を生成しているところ。
1.3Aも電流が取れるから、このアンプぐらいだと仮想グランドは全くぶれない。

お手軽ということで、電解コンデンサは一般品、その他は積セラ、抵抗はカーボン。全て秋月で入手できるはずだ。入力Cはバイポーラ(両極性)で、ニッケミのKMEを使ってみた。これは千石に置いてある。

その性能はバカにするなかれ。


TestこのアンプUSB-DAC LoopBack
Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB:0.23, +0.050.11, -0.08
Noise level, dB (A):-89.5-89.3
Dynamic range, dB (A):89.689.5
THD, %:0.0460.038
IMD + Noise, %:0.0570.057
Stereo crosstalk, dB:-87.6-89.7
USB-DACのループバックと比較

ほとんど数値が劣化してない。
理論上あり得ないが、なぜか良くなっている項目もある(笑)
そもそもJJのUSB-DACはおもちゃみたいな安物なんで、本当はもっと良い特性かもしれない。。。


ノイズレベル

緑がUSB-DACのグラフ、白が今回のヘッドホンアンプ。変わらん(笑)
入力Cにバイポーラの電解コンを入れたから期待はしてなかったが、一聴した限りでは(コストの割に)かなり良い。


音出し中

適当に作ったからジャンパが多い。。。
終段トランジスタとバイアス用のダイオードを熱結合するつもりでいたが、電圧が低いから終段トランジスタは全く熱くならない。温い程度。

パーツ単品の価格を全部足しても2千円いかないのではないだろうか(ケース除く)。
アンプと電源回路で半日、ケース加工も合わせて1日で出来るかな?
連休中のお遊びで試すのはどうだろうか。


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2014年9月28日日曜日

LM380を使った電流帰還アンプ【完成】(★★★★お勧め)

きちんとケースに収まり完成しました!

超絶めんどくさい、アンプ部のケーブル配線も終わり。
何がめんどうって、ケーブルを編むのが。。。もう手を抜いて束ねてテープでまとめたり(汗)
ケース内、現物合わせにしてはなかなかのレイアウト(笑)


フタをして完成!
なかなかの勇姿です。コンパクトで置き場所に困りません。ACアダプタ仕様なので軽いです。

次は何を作ろうかなぁ。だんだんネタが尽きてきました。
下のリンクを押していただくと、次回作のアイディアが湧いてくるかもです!


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LM380を使った電流帰還アンプのケース作成(電源部の回路図追加)

全て現物合わせ。寸法なんて測らない(笑)

現物合わせで印し付けて、ドリルで穴開けて、リーマーで広げて、ヤスリでバリ取って。。。やっぱりハンダ付け作業の方が楽で面白い。


周辺パーツを取り付けて、電源部も実装して取り付け!
電源部の回路図です。

全て過去のボツ作品からのジャンクでできました(笑)
100uHのコイルは机に転がっていたので、気休め程度に付けてみたら大きすぎでワロタ。
ACアダプタは、秋月のこれなんかがお勧めです。電圧高いし2.7Aも電流が流せるから色んな用途で使えます。あと、回路図にも書いてますが、出力にある470uF電解コンと4.7uFタンタルコンの耐圧に注意!
この回路図は、TIのLM350データシートを参考にしました。
240Ω抵抗に直列に入ってるタンタルコンは、リップル除去に有効なようです。
タンタルなら1uFで済むところが、電解コンだと25uFが必要だそうです。
ジャンクで転がってた4.7u/20Vのタンタルコンを奢ってみました(笑)


電源部、無事動作。LEDもいい感じに光って、ちゃんと電圧制御もできた。
今日はここまで。明日は、アンプ部のケーブル張りという苦行が待っている…


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2014年9月25日木曜日

LM380を使った電流帰還アンプの最終形(★★★★お勧め)

LM380を使った電流帰還アンプの最終形です。

上左右がステレオアンプ回路。抵抗・コンデンサ数個の簡単な回路です。
下中央右寄りのリレーの左が5Vレギュレータ回路。リレーが5V動作なので、ここで5Vを作ってます。電源電圧が変化しても動作するようにワザと電圧を落としたリレーを使いました。電源電圧は、電解コンデンサの耐圧で変わりますが、この回路は16Vの電解コンを使っているので9V~15Vで使えます。LM380の定格は確か22Vなので(上げる場合はちゃんと調べてね)、電解コンの耐圧を上げるとそこまで使えます。
リレーの右が遅延回路。36k抵抗と330uFの電解コンで、電源ONして3秒ほど遅延してスピーカーと接続します。
リレー下左右の1W抵抗は、スピーカーが繋がってない時の負荷です。8Ωに設定してあります。
つまり、リレーで負荷抵抗とスピーカーを切り替えてるんですね。

このアンプを作ってから、このフルレンジ1発スピーカーのレベルが2段くらい上がりました。音が上から降ってくる楽しさもあり、最近はこのコンビで楽しく音楽を聴いてます。
もし、小径フルレンジスピーカーを持ってる人がいたらかなりお勧めします。
スピーカーの能力を全開で引き出してる感じですよ。


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2014年9月23日火曜日

LM380を使った電流帰還アンプの作成(★★★お勧め)

せっかくフルレンジスピーカーユニットを使ったスピーカーを作ったので、電流帰還アンプを試したくなった。電流帰還アンプはフルレンジスピーカー向きらしい。おそらく、2Wayや3Wayスピーカーだと、内部のネットワーク回路と相まってカオスなことになるのだろう。

とゆーことで、LM380を使った電流帰還アンプを作成した。

※入力Cを外しました。その方があきらかに低域の量感がアップします。

なんだか、革命やら非革命アンプと似ているが、スピーカーも含めて帰還ループの中に入ってるのが分かるだろう。
電源電圧の制限は、電解とタンタルコンの耐圧からきてるので、耐圧を上げれば、LM380の定格である22Vまで上げられるはず(でも、電源電圧上げてもシミュレーション上では特性は変わらず)。コンデンサの大きさもあるし、この辺がバランスが取れていると思う。12VのACアダプタで十分である。

あと、負帰還接地抵抗が小さいのが特徴だろうか。この抵抗値でゲインが決まるのだが、スピーカーのインピーダンスを希望のゲイン(倍率)で割った値なのである。

作成過程。3本仲良く並んでるのが1Ω抵抗である。ゲインを決める抵抗なので、精度が良い金属被膜抵抗を使った。1Ω3本を並列で0.3333333…Ω。
この下の広大な土地に、5Vレギュレータ回路と、5V2接点リレーと、555を使った遅延回路を作らねば。。。


LM380は、アースピンである3,4,5,10,11,12ピンで放熱するので、これらのピンを結んだ四角形の銅板テープを貼って各ピンをハンダ盛り盛りで接続した。この子、結構熱くなるのだ。


なぜか、どうしても555が上手く動いてくれない。動く時もあるが、動かない方が多い。とりあえず、555をICソケットから外してリレーへ電源供給するようジャンパをぶっ刺した。

音を聴いてみると、あきらかに電圧駆動アンプと違う。
まずは音がクリアである。コミコミで帰還ループに入ってるから?
ボーカルが前に出てくるが、カマボコではないような気がする。
低域と高域を公平に出そうとするが、スピーカーが追いついてない感じ?

今流行の「アナ雪」のオーケストラ部分で、電圧駆動アンプとの違いがはっきりわかった。電圧駆動アンプ(つまり普通のアンプ)では、「あー、スピーカー小さいし、フルレンジだし、こんなもんかなー」だったのが、電流帰還アンプは「おー、頑張ってるじゃん」と感じたのだ。

アンプ回路は簡単だったのが、その周辺の回路(レギュレーターやら、リレーやら、タイマーやら)がめんどくさかった。。。555タイマー言うこと聞かないし。

小径フルレンジスピーカー使ってる人にはお勧め。
音の善し悪しもあるけど、違いを感じるだけでも面白いです。

少し聴き込んでたら、とても良い音に感じてきた。
音のアタック感が強い感じだ。締まった音というか。

どこのご家庭にもある12VのACアダプタでも全く問題無く良い音。
これは専用の箱を作ってやらねば!

何かコメントいただければ、パーツ表とレイアウト図をアップします(笑)


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2013年9月29日日曜日

LM380を使った正負電源を使うために作ったアンプ

「LM380を使った正負電源」を使うためにスピーカーアンプを作った。
正負電源を利用するため、OPAMP+インバーテッドダーリントンなバッファで作製。
インバーテッドダーリントンは、バイアスがトランジスタ1個分と同じだから楽だ。

OPAMPやトランジスタ、ダイオードは全て秋月で入手できるもので揃えた。
OPAMPはちょっと奮発してOPA2604を使ってみた。秋月で1個300円だなんて高級パーツだ。

バラックで音出し中。後ろにある大きなヒートシンクはLM380のものだ。
放熱器がバラバラなのは間違えて買ってしまったため。。。後日買ってきて揃えよう。

とても正確で粒が細かい音である。
モニター的な音なんだろうか?HiFi的じゃない感じがする(悪い意味ではなく)。

正負電源もちゃんと機能していて嬉しい。思惑通りに動作してくれると嬉しい楽しい。

オペアンプをOPA2604からMUSES8920に変えたら、音に躍動感が出てこっちの方が良い感じ。とにかく元気良い音になった。

ヒートシンクが無事に揃った記念に撮影。

2013年9月28日土曜日

LM380を使った正負電源の作製

LM380のアプリケーションノートを読んでみたら、正負電源を生成する回路が載っていた。
「AN-69 LM380 Power Audio Amplifier」から抜粋。

面白そうなので早速作ってみる。

外付けパーツが3つしかないから簡単だ。LM380の周辺を空けてるのは、ヒートシンクを付けるため。

LSI用のヒートシンクを取り付けてみた。かなり発熱するけど、これで大丈夫かな?
これで1.3Aも電流を取り出せる正負電源ができあがった。

これ(正負電源)を利用するアンプを検討しよう。


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2013年9月7日土曜日

あやめアンプのシミュレーション

あやめアンプの特性を調べるためにシミュレーションしてみた。
シミュレーターはLTspiceを使う。ネットに転がってるLM380のSpiceモデルを登録した。

この「あやめ」回路にて、10MHzまでの特性を調べてみる。

ほんの少し高域が上がってるが、下から上までとても素直な特性であることが分かった。


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