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エミッタ抵抗レス 終段無帰還アンプの制作(1)

前回の記事から、大分時間が経ってしまいましたね。
「高音質な終段無帰還アンプを作ろう」というプロジェクトです。
今回から、別記事として再スタートしました。

無帰還アンプって、使っている方は少数派のような気がしますが、
カニはその音の出方がとても気に入っています。
帰還アンプと比べると、無帰還アンプは、
横方向の音場が狭まるかわりに、奥行き方向の音場が伸びます。
音が3D的に広がるので、「演奏者がそこにいるような」実在感、生っぽさが出ます。
あと、(回路構成にもよるのでしょうが)脚色の少ない、素朴な音がします。
オーディオ的な厚みや煌びやかさとは無縁ですが、生音により近いと言えると思います。

今回は、無帰還アンプの回路図とアートワークをご紹介します。




まずは回路図です(巨大ですがご容赦下さい)
NonNFB_AMP002.gif

このアンプの特徴は、こんな感じ。
・電子ボリュームが前段に接続されることを前提とした、ゲイン約3倍の小出力反転アンプ。
・DCサーボ、バイアスサーボにより、終段FETの動作点を決めている。
・バイアス電流として、FETのソース電流ではなく電源電流を利用することで、エミッタ抵抗(ソース抵抗)を排除した。
・DCサーボにより、カップリングコンデンサを排除。
・サーボは一般的な一次LPFではなく二次LPF特性で設計。
・オペアンプはTHS4631を想定。
・電源回路を内蔵。

一番の特徴は、エミッタ抵抗レスな所かな?
これは、動作さえ安定すれば、いろいろメリットがありそうです。
大出力時にもFETがピンチオフしにくくなったり、ダイナミックレンジが拡大したり、、、

バイアスサーボですが、電源電流の測定には、電流センスアンプであるLT1787を選択しました。
電流センスアンプは、モータ制御等のアプリケーションで使われるアンプで、
一般的なオペアンプによる差動増幅回路よりも高精度に電流-電圧変換が可能です。

前回の試作アンプでは、バイアスはソース電流により検出しましたが、
今回は、電源電流により検出します。
これはメリット・デメリットが両方あるようで、
メリット:バイアス・DCオフセットの安定時間が、数分⇒10秒以内に短縮される。
デメリット:安定までの間、スピーカーに数100mAのバイアス電流が発生する。

試しにシミュレーションを用いて、上記を確認してみました。
NonNFB_AMP003.gif
青がHi側(バイアス検出側)FETのゲート電圧
黄がLo側(DCオフセット検出側)FETのゲート電圧
赤が出力電圧です。
アンプ入力に1HzのSin派信号を入れた上での、電源投入後の波形です。

前回までの回路だと、バイアスとDCオフセットのサーボが互いに中和しあって、安定までに数100sかかっていましたが、
今回の回路では、バイアスサーボがDCサーボと切り離されることで、5s程度で安定します。
しかし、切り離されたDCサーボが追従するまでの数s間、出力がオフセットしてしいまいます。
このオフセット変動は0.数Hz程度なので、スピーカーからPOP音が出ることは無いと思いますが、気持ち悪いですね。。。

対策としては出力にリレーを入れれば良いのでしょうが、今回は見送りました。(いい加減だなあ^^;)
高音質、というコンセプトから外れる気がしたので。。。

この回路のアートワークも完成させました。
NonNFB_AMP001.gif
基板サイズは162×93。
手持ちのヒートシンクに合わせたサイズです。

とりあえず自分用の基板なので、チェックは適当で良いかな~^^;
昨日の電子ボリューム基板と合わせて、早速発注!です。












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プロフィール

カニ

Author:カニ
DACやアンプの自作がメインの、オーディオブログです。
自作基板の頒布も行なっています。カテゴリ「頒布」をご覧下さい。

ニアフィールドリスニングや、ポータブルオーディオにも手を染めたいんですが、いつになることやら。。。

繊細で柔らかい音
実在感のある音
を目指して、
ゆっくり、ゆっくり、潜航中。

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