ヘッドホンアンプv3の10改め8V化改造(その3:仕様詰め)

今日はDC-DCインバータからの駆動電圧、電池の電流、歪率のバランスを検討するはずであったが・・・

何と、連続したトラブルで殆ど進んでません。

・アンプ下部の端子に端材が当たって過電流発生

・この過電流で負電圧コンバータがストール(壊れたか?)

・この影響でDC-DCインバータもストール

簡単に修復できそうもありません。アンプも壊れたか?電源が無いのでチェックできません。

【もう一台試作機を作りました】
HPA_v3_N_6

右が壊れた可能性のある昨日の1台目。

左が本日作った2台目です。
・DCバランス用の半固定抵抗を取り付け、DCバランスチェックをしました。
 相変わらずの不安定です。ボリューム位置でDCが動きます。
・DCは止めました。左右にカップリングコンデンサが付いてます(笑)

DC-DCインバータと負電圧コンバータの修理が部品待ちなので、乾電池6本で±電源を作って駆動しました。

【試作器の実測歪率】
HPA_v3_N_5
橙色の線が昨日LTSpiceで推定した歪率。

赤が実測した歪率です。まあまあ近い値を示していますが、最大出力は2Vには届かず、約1.5Vrmsです。75Ω負荷抵抗ですから、30mW出力です。
電池電圧が0.6V高かったので8Vになれば若干下がるでしょうね。

試作器±4.3Vでの終段Trのアイドリング電流は約20mA、電池電流は50mAでした。
乾電池3Vで4.0V・正50mA+負50mAをDC-DCインバータで出すとすると(効率0.88)、152mAにもなってしまいます。これではちょっと電池の消耗が多すぎます。

そこで、終段コレクタ抵抗を51から100Ωに変更、アイドル電流は11mA、電池電流は37mAに下がった。3V電池での推定電流は110mA程度になる。

さて、歪率はどうなるだろうかと計測にかかったが、何と、本日4度目のトラブルです。

歪率の周波数帯全域が20dB程度持ち上がってしまってます。

・・・ずーっとここ3時間ぐらいノイズレベルが下がるのをまってました。
そして、今やっとレベルが下がってきました。

出力1.0Vrmsで0.26%
出力1.1Vrmsで0.45%
ここから急激に悪化します。最大出力は16mW程度に落ちるようです(歪率1%基準)

電池電流と性能はかなりピーキーな特性のようです。
明日以降、更にその傾向をLTSpiceも使って調べてみます。


但し、一般の実用上はアイドル電流11mAでも十分な迫力の音が出てます。
押してくるようなダイナミック感はあまり変わりません。

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2013.03.11 追記

どうしても低消費電力ながらも高音質のHPAにしたくて、LTSPiceと実測値を駆使した検証をやっております。

まだ途中経過ですが、やはりアイドル電流と歪率が比例するようです。
負帰還を増やせば改善するのですが、現在の増幅率2倍は必要限界です。

±4V電源、コレクタ抵抗100Ωでアイドル電流は8mA、このときの1%歪率出力は約1.2Vです。
ワット数にすれば19mWです。

ここらが妥協点かな。 
多分、電池電流は100mAでしょう。
単三電池の寿命時間は20時間かな?




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