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バッテリードライブDCメインアンプの製作

「シンプル構成回路」という言葉に惹かれて、金田式バッテリードライブDCメインアンプ(No.209)を製作してみた。
いろいろNETを調べてみるとなかなかの音感のそうだ。

金田氏の出版本「最新オーディオDCアンプ・最新13種」を買ってみると、MJ誌には掲載されていないバッテリー2個仕様の簡易版がそれなりのパワーとある。尚更に作ってみたくなった。この本に載っているデータでは4Ω負荷で6Wの出力のようなので、使用を考えているスピーカー8Ωでは3W程度になってしまうが、家庭で使うのでは十分と思う。

このアンプの特徴は、
・電源にリチウムイオン電池を使用することで電源系が非常にシンプルとなる。
 この電池の内部抵抗の低さが素晴らしい音に繋がるとある。
・金田式シンプル部品構成のDCアンプである。Sinple is Best !

タイトルに「金田式」と書かなかったのは、金田さんご用達の部品が入手できなかったからです。
これを作ろうと思ったときから、ドライブ用Trは入手難と聞いていたのでそれならば違ったパーツでという思いであるが、何せ初めてのことなので小変更に留めた。

【外観】
DC_AMP1_2

DC_AMP1_7
最初から冒険せずに、指定ケースと基板は同じ構成にしました。
これまでの私のオーディオーパーツ価格とはマルが一つ多い高額出費です。

向こう側に見えるのが7.5V・6600mAhのリチウムイオン電池(Sonyビデオ用イミテーション)2個とニッケル水素(エネループ)単三電池2本です。

【内部】
DC_AMP1_3
アングル材に吊り下げた基板3枚が見えます。左右はアンプ基板で中央が電源保護回路基板です。終段増幅のトランジスタはオリジナル作例とは異なり、向こう側のアングルに取り付け板を下げてあります。

【アンプ基板】
DC_AMP1_4
金田式オリジナルとの違いは3点
1.ドライブTrの2SC1161が入手できず、W松PRの2SD297を使用
2.スケルトン抵抗は手間がかかる割にはあまり良い音ではないらしい。
  よってDALEのNS-2B(巻線抵抗)を奮発した。
3.右側に見える青い半固定抵抗はボリューム用で今は使ってません
  負帰還抵抗は3.9kΩと330Ωの組み合わせになってます(高ゲイン側)
  入力に一般のアンプと同様に50kΩA型2連のボリュームを付けました。

【終段Tr】
DC_AMP1_6
W松から購入の2N3055を使用。でも製品規定のhFEは20~70のはずなのに、現品のデータシートには200を超える数字が書いてあったよ???
印字部分が周囲より白いには何か変だな。後日、独自ルートでGetした物に変更の予定。

【電源&保護回路基板】
DC_AMP1_5
電源スイッチ回路とバッテリー電圧チェック回路、オフセット(DC)検出回路を一つの基板にまとめたものです。DC検出の感度がやや低かったがとりあえず動くようだ。

【バッテリ充電器】
DC_AMP1_1
秋月のACアダプタ、DC12V1Aを2個並べ、各々から直列に4.7Ω5Wの抵抗で電圧ドロップさせる回路である。これをタカチのアルミケース・YM-150に収納した。
回路は指定通りの構成であるが、セメント抵抗からかなり熱が出る。ACアダプターもかなり熱くなるので4cm角の小型冷却ファンを装備してみた。ファンを付けるとケースがほんのりと暖かい程度に納まる。効果抜群です。

【トラブルシューティング】
・電源&保護回路の動作は問題なくクリアした。

・負荷抵抗を付け、テスト信号を入れてみると問題なく動作した。我ながら珍しい完璧さ(笑)

・スピーカーを接続して音楽を聴いてみると、すごいすごい、あっというまに良い音に変わる。

・ところが、簡易型の歪率測定器(先日入手)で測ってみると、何か変だ。
歪率は2W程度から急激に上がり、最大出力を期待していた3Wでは6%にもなってしまう。
これではだめだ! ・・・・・ 波形を見ると発振しているようだ。これはやっかいだ。
ドライブ用Trと抵抗種類以外の定数は全てオリジナルに合わせてあるのに・・・・

いろいろとネットで情報を調べていくと、あ、ありました。もしかするとこれが効くかも。
そのHP「“バッテリードライブDCパワーアンプ”をStudyする」 ではオリジナル回路での発振に悩まされ、インバーテッドダーリントン接続を一般のダーリントン接続に変更しているが、その過程で「初段差動増幅FETの半固定抵抗を上げ実効gmを下げた」とあった。
これを早速試すと発振は綺麗に収まりました。

【歪率】
DC_AMP1_8
オリジナルでは1%歪率を限界とすると、約2W程度しか出せないが、半固定抵抗を200Ωに変更することで発振が回避され3W以上のパワーが出せる(これ以上出しても耳には判らないが・・・ね)

【周波数特性】
DC_AMP1_9
低域は10Hzまでフラットに延びて素晴らしい。何故か200k,300kで持ち上がる傾向があるがこの領域は実質使われないので良しとしましょう。
(でも、まだ発振要素が強いのかも)

【波形】青が入力(ボリューム前)赤が出力負荷抵抗8.2Ω部
サイン波1kHz
DC_AMP1_10_s1k

サイン波10kHz
DC_AMP1_10_s10k

矩形波1kHz
DC_AMP1_11_k1k

矩形波10kHz
DC_AMP1_11_k10k

矩形波入力では少し波形が乱れますが収束が早いので良しとしましょう。
尤も今の私の力量では治せません (^_^;)


【音】

金田先生が、「情報量が非常に多い」、「楽器個々の生の音が聴こえ、ディバイス個々の音は聴こえない」、「低音の締り、繊細な音の表現いずれも秀逸」と言われていることはそのままである。私の8cmスピーカーZ600-SA/F80AMGから素晴らしい音が流れています。
これは素晴らしいです。






テーマ : オーディオ
ジャンル : 趣味・実用

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