ヘッドホンアンプ備忘録: 10W

ラベル 10W の投稿を表示しています。すべての投稿を表示

2015年1月8日木曜日

LT1115を使った10W級パワーアンプの作成（★★★★★このままお勧めはしない）

下記一連のシリーズの延長でパワーアンプも作ってみた。

LT1115の扱いや、FET入力化が上手くいったのもあり、次のような回路となった。

最近のスキルを総導入
※アンプ電源部の4.7Ω抵抗を削除
※トランス二次側の12Vタップから給電へ変更

最終段はサンケンTrを使ったインバーテッドダーリントン構成。

バイアスの作成が楽だから、インバーテッドダーリントンは好きだ。

当初、クロストーク（チャネルセパレーション？）対策として、4.7Ωの抵抗を直列に入れていたが、ヘッドホンアンプじゃないし、定格2Wじゃ不安だし、2200uの電解コンが青息吐息になってるし、外すことにした。
所詮パワーアンプはスピーカーと耳の間に空間があるから、クロストーク（チャネルセパレーション？）は重視しないと割り切り(笑)
あと、LT1115の定格ギリギリだったので、トランスの12Vタップから給電することに変更。

後ろのビールのせいで。。。

飲みながらいい気分で作っていたら、バイアス作成のダイオードのハンダ付けが中途半端でバイアス∞大！終段Trが２つ逝ってしまった。。。煙出ましたよっと(笑)

かなりトリッキーなレイアウト

小さい基板で作ってしまい、かなり窮屈でトリッキーなレイアウトになった。

もし作るならもっと大きな基板で放熱器をもっと大きくした方が良い。または、Trをアルミケースへ取り付けるか。

今のところ、バイアスを小さめにして、かつ、バイアス用のダイオードと熱結合した状態で均衡を保っている。大音量で聞いてる時、放熱器が触れる程度にアチチになるぐらい。ずっと触ってはいられないが。

こんな熱結合でも効果が！

無入力時のバイアス電流は、35mAぐらい流している。無入力時は発熱しない。

また、無流力時のバイアス電圧は1.1Vぐらいで、大音量時は0.9Vまで下がっているから温度補償が効いているようだ。Trの表面との結合なのでちょっと心配していたが、結果オーライ(笑)

----------その後
どうも位相温度補償が効きすぎて、音がイマイチな感じ。上手く表現できないが。
さすがにバイアスが0.9Vまで下がったらTrのON/OFFの切り替えが激しそうだし、その辺りが原因だろう。

と、いうことで、

そびえ立つ巨大放熱器(笑)

1Trにつき、小さい放熱器4つをエポキシ接着剤と銅箔テープで合体。巨大放熱器として、温度補償のダイオードとの結合を止めてみた。
良い、非常に良い。6Ωのダミーロードで20Vppを出力しても放熱器は触れるぐらいの熱さ。これは成功したようだ。

今までで一番良いアンプとなった。当分パワーアンプは作らなくて済みそうだ。

ポチっと押していただくと、僕のランキングが上がって創作意欲が湧いてくるんです(笑)
ご協力をお願いします m(_ _)m
☆にほんブログ村電子工作
☆にほんブログ村オーディオ

2014年10月5日日曜日

Tr差動入力、終段ダーリントントランジスタの10W級パワーアンプ製作（★★★★★お勧め）

※こちらに改善版の記事を投稿してます。

設計から実装まで、どのような過程で作って行くのか書いてみる。

①まずは設計。トラ本とか過去の作品を参考に大まかな回路を決め、シミュレーションで詰めていく。
ここでは、Linear Technology社のLTspice IVを使ってシミュレーションを行いながら各種の定数を決めていく。ライブラリは自社パーツが主だけど、ネットにSpice Modelと呼ばれる他社パーツの定義ファイルが転がってたりするから、東芝製のトランジスタなんかはそれを使う。

LTspiceでのシミュレーション風景。

ここで自分の中の仕様に合うように、主要なポイントの電圧・電流をチェックして、周波数特性、オフセットの調整可能性、歪率なんかをシミュレーションして各種定数を決めていく。ライブラリに無いパーツは、ネットから拾ったり、似たような仕様のLinear Technology社のパーツを代用して使う。

この工程で、作るアンプの性能や味付けが決まるから、一番重要な工程かもしれない。

②清書する。水魚堂さんのBSch3Vという素晴らしい回路図CADを使って見栄えが良い回路図として清書する。これは、このブログへの公開用と、自分のノウハウの備蓄のためである。

本当に素晴らしいSWである。とても使いやすいし、出来映えがとても美しい。水魚堂さんに感謝。

③仕様がFIXしたら、次はEAGLEという、CadSoft社の回路レイアウトSWを使って、パーツレイアウトを検討する。

こんな具合に普通に回路を引いていき全体が完成したら、次は同SWのレイアウトモードでの作業となる。

※レイアウト図にもんのすごい間違いがあったので差し替え
この工程はパズルみたいでとても好きな作業だ。一番こだわるのはシンメトリーかもしれない。あとは、なるべく配線しやすいようにとか。
この工程には、なるべく現物があった方がよい。だいたいの目安でパーツ選んで置いちゃうと、後で近くのパーツに干渉してそこに置けなかったり（したことがこれまで何回あったことか）するのだ。
ちなみに上図は、サンハヤトのICB-288を前提としている。
最終段Trを取り付ける側はヤスリでランド穴ギリギリまで削ること。そうしないと、Trの背面をケースに取り付ける時浮いてしまう。

④話が前後するが、なるべく①か②の後にパーツをそろえた方が良い。③にも書いているが、どうしても混み入った部分は、現物合わせをしたくなるのだ。
で、ここではパーツの調達とその整理である。差動入力の場合、TrでもFETでも特性を合わせる必要がある。そして、作業中に抵抗のカラーコード読んでると効率が悪いので、ここで整理しておく。

トランジスタのペア取り。
何十個かのトランジスタをテスターのhFE測定モードで測って、両面テープが貼ってある大きな紙へ値と一緒に貼り付けていく。
ある程度、値がそろったのが出てきたら選別して、別の小さなメモ用紙に同じく整理して両面テープで貼り付ける。地味だが心落ち着く作業である。

抵抗は、抵抗値毎にまとめて別のメモ用紙に貼り付ける。
この作業をしてるかしてないかで、その後の実装の効率がえらく変わるのだ。

⑤ここまできて初めて実装を始める。
先ずは実装前の腹ごしらえ。やっぱり餃子は自家製に限る。餃子は、ビールに合う食べ物No.1である。『餃子』の由来は「食べて交合えば子ができる」というぐらいにスタミナ食なのである。皮が炭水化物、具に肉と野菜が入ってるから完全食品と言える。
実装前なので、ビールは控えめに。。。

半分食べ終わったところで撮影。次は皮も自分で作ろう。

作業机の液晶ディスプレイに、印刷したレイアウト図を貼り付けて実装開始！

先ず最初に太めのスズメッキ線でアースラインを実装して、後でやると面倒なジャンパ線も実装。ついでに入出力も実装しておく。入出力端子に直接繋げるパーツも、これもついでに実装しておく。

※以下、定電流用トランジスタのレイアウトが間違ってます！上のレイアウト図は訂正済みです。

恥ずかしい。。。なんであんな変な間違いしたんだろう(汗)

差動入力と定電流回路、±15Vのレギュレーターまで実装。ふぅ。。。

２段目と終段Trのバイアス部分を実装。

おっと、位相補償用のスチロールコンデンサを忘れていた。中央の銀色のやつ。220p也。

終段Trへ電力を供給するコンデンサの実装まで完了。
そそり建つ黒い電源用コンデンサに萌える。

最後にご本尊（ダーリントントランジスタ）を実装。既に穴開け済みの放熱兼用ケースと穴位置があうように、ユニバーサル基板のジャンクを使って固定後に実装。

全パーツの実装完了！

ステレオ分完成！
尻尾みたいに出てる線はアース線。２本をケースへ共締めする。

これからアルミケースへインストールして調整が待っている！

2014年10月3日金曜日

これから作る次回作の準備

※こちらに改善版の記事を投稿してます。

シミュレーションがFIXし、部品も一部を除きそろった。
ボチボチ取りかかろう。

とても普通なTr差動入力＆終段をダーリントントランジスタ（サンケン）な10W級のパワーアンプ。普通が良い、普通が。
三端子レギュレータのNJM7815とNJM7915で、CinとCoutの容量が違うのはデータシート通りに従った結果である。シンメトリーにならないが、ここはデータシートに従うことにする。そして、オリジナル？のLM7915のデータシートがタンタルコンデンサをやたらと推奨してるので、その通りにしてみる。

Trの選別完了。今回はお気に入りの2SC2240/2SA970のペアで全てそろえる。
hFE測定機能付きのテスターで１つ１つ地味に測定して数字が合うのを選別する。心安まる一時であった。

作業中にカラーコード読むなんて苦行なので、抵抗も予め整理しておく。
ここで11kΩの抵抗を買い忘れていることに気がついた(涙)
ジャンクにも無いし、明日千石へ行くか。。。カーボン抵抗２本（10円）だけ買うのも気が引けるが。

Tr選別時もそうだけど、こういう時に百均の両面テープが大活躍する。
明日の夜は飲み会。酒酔いレベルにより、着手が遅れる悪寒。。。

ポチっと押していただくと、僕のランキングが上がって創作意欲が湧いてくるんです(笑)
ご協力をお願いします m(_ _)m
☆にほんブログ村電子工作
☆にほんブログ村オーディオ

2014年8月24日日曜日

新ディスクリート10Wパワーアンプ（その２）（★★★お勧め）

前回の記事で設計したアンプを作ってみた。

パーツレイアウト。あっ！2SA1015は2SA970、2SC1815は2SC2240に読み替えてください…レイアウト図を使い回したせいだ。同じECBだからいいかぁ…と(笑)
サンケンのMN15N/MP15Pは、温度補償のダイオードが内蔵されてるから割と作るのが楽である。
MN15N/MP15Pは、リードピッチが変則的であるが、なんとかユニバーサル基板にも刺さる。あと、この間隔で取り付けないと、トランジスタ付属の絶縁用の雲母版が使えなくなるので注意。

入力の2SK170とカレントミラーの2SA970は銅箔テープで熱結合してみた。

調整中。。。
先ずは出力段のバイアス調整と、その後に出力オフセットの調整を。
３０分ほど放置して発熱が安定したとこで、再度同じ調整をする。

最終的に最終段のアイドルは150mAとした。放熱器としてケースに固定しているが、トランジスタ近辺をギリギリ触っていられる程度。熱暴走の心配はなさそうである。

その音はとても良いものである。プラシーボ効果無し、掛け値無しに。

最終段のトランジスタ(サンケン)以外のパーツは全て一般品である。

オーディオグレードなんて必要ないんや！

2014年8月21日木曜日

新ディスクリート10Wパワーアンプ（★★★お勧め）

以前作ったのがイマイチなことが分かったので、設計からやり直す。
信号ラインをコンデンサレスにするため、FETの差動入力でやってみよう。

回路図。
FETの差動入力＋カレントミラー＋ダーリントンTrのプッシュプルで出力。

適当なパーツで代用してシミュレーションしてみる。

周波数特性。入力Ｃが無いから、低域の減衰なし。
高域まで良く伸びてるけど、ちょっとキツめな音になるかなぁ。

応答性。2Vppのパルス波を入力した出力結果。ちょっとリンギングが出てるが発振まではいたらず。

歪率がやたらと良い。
負荷8Ω時、出力10V(Em)=20Vppでも0.001%を下回っている。

週末までにFETとトランジスタを選別して、週末に作ってみよう！

ポチっと押していただくと、僕のランキングが上がって創作意欲が湧いてくるんです(笑)
ご協力をお願いします m(_ _)m
☆にほんブログ村電子工作
☆にほんブログ村オーディオ

2014年7月11日金曜日

ディスクリート10Wパワーアンプ

※よく聴くとイマイチな感じ。ポテンシャルは感じるので、また試行錯誤して良くなったら記事にします。たぶんバイアスの深さか、その他の定数にありそう。
※もしかしてこれから作る人は、こちらを参照してください。

シミュレーションで良い結果だったので作ってみた。

出力段のダーリントントランジスタ、MN15N/MP15Pはバイアス＆温度補償のダイオード~~と出力抵抗~~がパッケージに内蔵されてるから楽チンだ。
※どうも出力抵抗は入ってないらしい。回路図を訂正しました。

回路図。

側の完成。
ケースはタカチのMB-7。
写真だとそうでもないように見えるが、トランスがデカい！重い！トランス単体で２キロオーバー。

中身も完成！
フィルムコン(2.2uと4.7u)がデカい！ルビコンのMPSを使ってみた。
オフセットとアイドルの調整時、入力をショートしなかったらZobelフィルタの10Ω(1/4Wカーボン)抵抗が火を噴いたことは秘密(笑)
慌てて10Ω(2W酸金)に取り替える。

MN15N/MP15Pは、データシート通り40mAのアイドルを流してみた。が、全然熱くならないからもっと流せるかも。

プラシーボ効果絶大なため、オペアンプ使ったやつより１０倍は音がいい(笑)
こちらの方がナマモノっぽい音がする。
ルビコンのMPS(フィルムコンデンサ)がとても良い感じなのが収穫だった。
かなり大きいから回路のレイアウトに苦労するが、今後は積極的に使ってみよう。

~~iTunesをバージョンアップしたら、リモートスピーカーの音量調整ができなくなってた…設定も無くなってる…なんで改悪するかなぁ(怒)~~
設定方法が変わったみたい。

iTunesの出力選択で、「複数の」を選ぶとiTunes側で音量調整ができるようになった。
とても×1000000分かりにくい。ヘルプでは設定／デバイスでやれと書いてあるし。アップルもダメになったなぁ。

ポチっと押していただくと、僕のランキングが上がって創作意欲が湧いてくるんです(笑)
ご協力をお願いします m(_ _)m
☆にほんブログ村電子工作
☆にほんブログ村オーディオ