自力で作るディスクリートHPA(準備編)

4月に作った【FET差動式ヘッドフォンアンプ】=ディスクリート・ヘッドフォンアンプを自力で作ってみようと考えていた。
というのは、このアンプで最も重要なFETなどの「ペア」は、設計した方の部品領布に頼って入手していたからである。

この3ヶ月「低電圧・超小型・超低電力 ヘッドフォンアンプ」の製作に没頭していた。
でも、トランジスタ購入の都度、【ディスクリート・ヘッドフォンアンプの部品選別】が気がかりであった。
そこで私も部品選別の技術を身につけようと・・実はFET、トランジスタ収集をしていた。

もう十分すぎるほどに物とデータが集まったので「総括」をしてみよう。

1.選別作業の道具

  1)FET特性
  【FET差動アンプ】であるので最も大切なのがFETのペア選別である。
  と、言われているが、小生未だ実感無し。この選別で選んだ部品を組み合わせ、
  音への影響度テストもやってみたいと思うのである。
  部品領布の方のHPを参考に作った選別器がこれである。2SK170BLの結果を示す。
  Select_2SK170_1     Select_2SK170_2
  ドレイン-ソース間電圧(ここでは5V)とドレインに流れる電流(同2mA)をそろえて、
  ゲート-ソース間の電圧を計測するのが一般的のようだ。

  2)トランジスタの増幅率 hFE
  このアンプでは、2SC1815YのhFEが120~250、2SA1015GR/2SC1815GRのhFEが25%の
  バラツキ内、2SC3421/2SA1358のhFEは20%のバラツキ内で且つ130以上を推奨している。

  hFE計測は、コレクタ電流Icをある一定値に合わせた場合のベース電流Ibを計測し、
  hFE=Ic/Ibを求める。
  言って見ると簡単であるが、電流計測テスターが2個必要である。
  また、多数のTr選別ともなればその取り付け取り外しも大変である。

  Webを見ていて見つけたツールが【PICによるhFE計測ツール】あった。
  ・・・・結構大変な思いをしてやっと完成したのがこのツールです。
  hFETool0     hFETool0
  完成品の外観            開発中のボード
  2SC1815GRを計測中        これは2SC1815Y

2.この道具製作の話は後程とし、計測した結果を示す。

 1)2SK170 J-FETの44個の選別結果
  2SK170_Vgs
  【ディスクリート・ヘッドフォンアンプの部品選別】では、Vgsを-0.17~-0.31Vの範囲で、
  ペア2個×ステレオ2セットの4個を±0.01V選別を推奨している。
  これに合致したペアリングをした結果が上図である。44個の全てが使えるようだ。

 2)hFEの測定結果
  Tr:2SC1815Y
  2SC1815Y_hFE
  全てが120~250のhFEに合致するが、日本製よりも台湾製のバラツキが大きいようだ。

  Tr:2SA1015GR/2SC1815GR
  1015GR/1815GR
  このロットでは1815GRのhFEが高い。ペアリングが少しやりにくい。25%には入りそうだが・・・

  Tr:2SA1358Y/2SC3421Y
  1358Y_3421Y
  これならばかなり値が揃っている。ペアリングがやりやすそうだ。

さて、これでFETとトランジスタペアの選別ができた。
ここではヘッドフォンアンプ単独機器にしたが、このUSB_DAC内に組み込んでみようと思う。


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