バランス型DCヘッドホンアンプ(回路定数)

肝心の歪率計測がまずまずの結果を得たので、電池4本を踏まえた回路定数を決める必要がある。電池コンディションによる電圧作動領域は以下のように考えます。

1.初期の1.5V(乾電池)領域→最大アイドル電流は±3.0V(=6V)で設定
2.安定域の1.25V(エネループ)領域→±2.5V(=5V)で最適な状態のこと
3.終期の1.1V領域→動作下限は±2.2V(=4.4V)まで動くこと

このように電池電圧が大きく変化するので、如何に定電流回路を使っていても電流値の変化があるので、終段アイドル電流が最大40mA程度~最小1mAになるように回路定数を決めたい。

【回路定数調整用の試作ボード】
HPA_BAL_DC_16
一番奥に立っているのが、初段差動増幅の定電流調整抵抗、その手前にごちゃごちゃと立っているのが位相補償抵抗+コンデンサです。

この位相補償は±1.5V時点では付ける必要が無かったが、±2.5Vになると発振を始めるので必要になった。コンデンサは330pF程度でも良さそうなのだが、安全をとって680pFを付けています。本番回路では並列で付けられるようにしたほうが良いかな。

【調整結果】
HPA_BAL_DC_18
定電流調整抵抗を3.9kにし、黄色の2段目差動増幅の電流調整半固定抵抗を30~40Ωにすると上図のような特性となる。もう少し傾きが緩やかな特性が好ましいのであるが・・・

まあ、エネループを多用することを前提とした安定域の電圧±2.5V(=5V)でのアイドル電流が20mAなこと、また電池損耗限界の±2.2V(=4.4V)でも動作するので、これでよしとするべきでしょう。・・・それにしても、電池初期の電圧で流れる過剰電流が恨めしいですね。

これが少なければ省エネ、長時間駆動になるのに・・・


・・・ ・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ ・・・ (考えてました)

そこで、思い切って定電流をカレントミラーからCRD(手持ちの1mA)に替えてみました。
規格幅は広いですが2個計測してぴったり1mAでした。
これは友人の助言によるものですが、定電流調整抵抗のCRD化だけでは特性が良好にならず、CRDだけにしてみました。
HPA_BAL_DC_21
差し込み式の定数チューニング回路なので変更は簡単です。

CRD1mAでは(オリジナル回路では1.2~1.4mA流れていた)ので、2段差動部の電流が減るのでこの回路の47Ωの電流調整抵抗も1Ωにしました。

【CRDによる調整結果】
HPA_BAL_DC_20
おお、大分傾きが良くなりました。

4.4V状態でも十分な音感が得られることと、4.4V以下(限界は3.8V)まで動作します。
性能を追及するには、アイドル電流が少ないのでCRDは1.5mA程度が良さそうです。
ここらへんは歪率を含んで最終調整が必要かな。

電圧が変化する電池駆動ではCRDが有効そうだ。
電池2本から4本になって全体の電圧が上がったことの恩恵と思い、この仕様にしましょう。

暫く回路構成ばかりにかかりっきりですが、動作確認しながらNETラジオのSmooth JAZZを聴いています。なかなかに良い音です♪。


さて、そろそろ基板のアートワークにかからなくては。
最大の悩みはLM-140ケースには止めボスが多く、基板面の有効面積が意外に少ないことである。
HPA_BAL_DC_22

さてさて、またまたエキセントリックな部品配置をしなければならないのかなア・・・





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