ヘッドホンアンプv3の10V化改造(その1:LTSpice)

小型・高性能(ノイズがない)DC-DCインバータのおかげで、PE式アンプのmini化ができた。

これに気を良くし、実は拙作のHPAでは最高の出来と思えるv3の高電圧化を考えた。

v3は入力信号のプラス側とマイナス側の両側に差動増幅回路を設けたことによって、
電源電圧±1.5Vながらもかなりの高性能(低歪率)を引き出した優等生であった。

しかし、DCアンプだったこともあり、NPNとPNPトランジスタ素子間のhFE差(何と150と220)に
泣いて早々と中止の憂き目を見た(出力DCが不安定になる)

カップリング・コンデンサが嫌いだった小生なのですが、ぺるけ式ヘッドホンアンプがカップリング・コンデンサを使いながらも優秀で素直な音が出るので、DCが出てしまったらコンデンサに頼ることにしましょう(何と安易な発想だこと)

【LTSpice回路】
HPA_v3_N_1
赤丸で囲んだところがv3の1.5vバージョンから変更した定数です。赤字が元の定数です。

基準は以下の通り
・定電流を決めていた2kを5.1kにして、「差動増幅の定電流値を0.8mA程度にする」
・終段増幅の「ベース電圧をにらみ、差動増幅負荷抵抗を上げる」
・終段の負荷抵抗を1から51にして、「アイドル電流を20mA程度に調整する」

・Zobelフィルターの廃止(スペース確保)
・定電流回路の10Ωの廃止(同上)
・図では付いている入力カップリング・コンデンサは外します。


【歪率シミュレーション結果】
HPA_v3_N_2
例によって、LTSpiceで求めた歪率にぺるけ式回路での実測と計算の差分を補正(加算)
して求めたものが、上図の赤線グラフです。

最低歪率はぺるけ式に負けてますが、最大出力は超えてます(ハイ、皮算用です)
勝ち負けを言うのは大変不謹慎な発言でした(反省・・・でもねー)

・・・・

これは面白くなってきました。
早速、残っているv3基板を改造して作ってみましょう。

これは成功してから考えることなのですが(と、気が早い)
このv3はPE式と異なり、単電源では無く両電源方式なので負電圧が必要になる。
抵抗分圧やダイオードとTrを使ったレールスプリッタにも懲りている。

・・・今度は負電圧レギュレータを使ってみましょう。 等と想いは尽きません


2013.3.10 追記
参考までにLTSpiceでの1Vrms出力時の波形を載せておきましょう

HPA_v3_N_4.jpg

出力が1Vrmsになるように、Peak to Peakが0.9428Vの1kHz入力です(緑色波形)
赤が出力波形です。
左下に歪率を演算するためのFFT処理コマンドが書かれています。

この結果は以下のログファイルで出力されます。

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1       1.000e+03    1.832e+00    1.000e+00        0.11ー        0.00ー
    2       2.000e+03    1.029e-04    5.619e-05       89.95ー       89.83ー
    3       3.000e+03    4.698e-04    2.565e-04        0.75ー        0.63ー
    4       4.000e+03    5.669e-06    3.095e-06     -101.67ー     -101.79ー
    5       5.000e+03    1.199e-05    6.543e-06     -178.64ー     -178.76ー
    6       6.000e+03    7.580e-07    4.138e-07      163.49ー      163.37ー
    7       7.000e+03    2.575e-07    1.406e-07      175.48ー      175.37ー
Total Harmonic Distortion: 0.026264%

7次までの高調波を含んだ計算歪率は、0.026%です。







テーマ : オーディオ
ジャンル : 趣味・実用

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