DAC9018DのI/V変換回路 - フルバランスアンプ (X_Under bar)

        
2012/08/18

DAC9018DのI/V変換回路

ES9018は、1チャンネル当たり約2.1mAの電流を吐き出します。これを8チャンネル分束ねるので、2.1 mA×8=16.8mAが無信号時に流れます。また、最大で30mAに達するとのことです。
I/V変換アンプには、約16.8mAの電流が回路に流れ込む訳ですので、I/V変換アンプの終段バイアス電流もこれに合わせて流さないと歪みが増えます。
 
自前のオールFETアンプで、シュミレーションしてみました。
入力は、ES9018の出力にあわせ電流源で考えています。

 
 
入力に電流源を繋がない時のI/V変換アンプの終段のバイアス電流です。
バイアス電流を約13mAに設定しています。

 
 
次が電流源を繋げた時のI/V変換アンプの終段のバイアス電流です。
バイアス電流が上側と下側で違ってきました。上が約3.9mAで、下が約24mAとなっています。ES9018の電流の吐き出し分の20mA ( 実際は16.8mAですが今回は20mAで設定 ) が、流れて込んでこの様なバランスになります。
上側のバイアス電流が少なくなった分、歪みも増えます。
 
トランジスターアンプなら3.9mAでも問題ないと思いますが、MOSFETの場合は7~15mAは欲しいところです。

※偶数倍の歪みが残っています。↓↓↓

 
 
バイアス電流を増やしてみました。こんだけ流せば大丈夫でしょう。
しかし、MOSFETのPcが問題です。15V×38mA = 570mWです。
かなり熱くなります。 

※2倍は残ってますが、歪みがだいぶ減りました。↓↓↓

 
I/V変換、難しいですね!

コメント

No title

実際にテストしなくとも、PC上で確認がとれるんですよね?

便利です。

No title

こんばんは!
なにか、今回は特に難しい.....
この後どうなるのか

No title

ModernTeanaさん、 お早う御座います。

実験する前にシュミレーションして、動作するかを確認して進めるようにしています。
この方が、部品を壊さないしお金も掛かりません。だいぶ助かっています。便利ですね。

No title

ひでじさん、 お早う御座います。

一般的なI/V変換回路を真似すれば問題無いのですが、それでは面白くないので、色々と回路を考えています。
今は、無帰還のI/V変換回路を色々と探しています。
この手間が自作だと思います?

No title

すばらしい解析です。
バイアス電流でこんなに変化するんですね。
バイアスは多いほど性能がよくなるんでしょうか?
もちろん素子の限界はあると思います。
勉強になります。

No title

紺青の海さん、 こんにちは、

解析は、ソフトがやってくれるので助かります。
アンプは、A級動作、B級動作がありますが、DAC9018Dの出力電流は、16.8mAもありますのでこの電流がI/V変換回路のバイアス電流を狂わせバイアス電流がアンバランスになります。この部分を考慮してバイアスを決めるとよいと思います。
また、電流を幾ら流しても良いのですが、A級動作範囲で使えれば良いと思います。
私のアンプの場合は、オープンゲインが少ないのと、終段がMOSFETですのでバイアス電流を多めに流さないとダメです。

No title

お早うございます。

シミュレーションした後に、実際にこの回路をディスクリート部品で作成するとなるとかなり大変な作業になりそうですね。

ひずみを少なくするためとは言え、無信号時のパワーロスが大きいのは熱処理も考慮しないといけなくなりますね。

No title

Chaosさん、 こんにちは、

本来のI/V変換器だとμオーダーの電流を電圧に変換するので、特に問題も無いのですが、数十mオーダーの電流になると、かなりのパワーロスがあります。放熱対策を完全にしないとダメですね。
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