ヘッドフォンアンプ回路の検討 - フルバランスアンプ (X_Under bar)

        
2011/04/08

ヘッドフォンアンプ回路の検討

フルバランス型ヘッドフォンアンプの回路
金田式の変形も良いが、違った形でヘッドフォンアンプを考えてみた。

バッテリーでの運用ができる様に、初段を定電流化し、また、カスケードにしたいところだが、バッテリー電圧を有効に使うため、あえてカスコードは使用しなかった。
なお、定電流回路は、ベースに抵抗を使わずLEDを使用、この方が電源電圧の電圧低下に有利と思い・ ・ ・。
 

 
アンプ回路の設計:
①初段に使う素子が、トランジスターの場合は、漏れ電流でのノイズの悪化がありますのでコレクター電流は、1mA以下で設定します。FETの場合は、ドレイン電流を多く流せば流すだけノイズが減ります。しかし、PC(電力損失)の関係がありますので、2~4mAで設定します。Idssも関係しますが。

②初段FETのドレインの負荷抵抗ですが、私の場合は、5KΩ以下で設定しています。大体、電源電圧の1/10位ですかね。ここの負荷抵抗をあまり大きくすると電圧降下により最大電圧が低下するのとスタッガー比(異常発振に関係します)がとれなくなる場合があります。
 
③2段目は、トランジスターのコンプリメンタリPPを採用しています。アンプでは、良くコンプリやペアーでトランジスター、FETを使用しますが、これは、互いに欠点を補う働きをします。歪みを打ち消す働きがあります。歪みは、偶数次の歪みが打ち消されますが、奇数次の歪みは打ち消すことができません。(負帰還を掛けると偶数、奇数関係なく減ります)
 
④2段目のコレクターからアース間に入れてある抵抗は、この段のゲイン(増幅度)を下げています。この抵抗を入れることによりスタッガー比を確保しています。(入れないと異常発振します、たぶん)

⑤FETやトランジスターのソース抵抗、エミッター抵抗は、局部的に帰還がかかるので各段の安定度やDCオフセットが安定します。これは入れておいた方が良いと思います。完全なコンプリペアーを組めれば入れなくても大丈夫ですが、トランジスターの場合は熱暴走が発生することがあるので、パワー段には必要です。
 
⑥終段は何時もMOSFETを使用しています。入力容量が大きいですがトランジスターよりドライブが楽、熱暴走しない等です。
 
⑦出力の抵抗ですが、音質的にはない方が良いですが容量負荷対策として入れた方が良いかも。
 
先ほど、コンプリやペアーで歪みが打ち消されると書きましたが、バランス(ホットとコールド間)でも歪みを打ち消すことができます。
下記の波形は、今回のアンプの出力のシュミレーション波形です。赤と青がホット側とコールド側です。また、緑がホットとコールド間となります。
 

 
下の図は、今回のアンプの歪み特性です。
 

 
歪みの2倍(2次)が少し多い様に思いますが、ホットとコールド間(緑色)では、打ち消されてます。そして、ノイズレベルも全体的に下がってます。(このへんが、バランスアンプの特徴だと思います。)
 
偶数次の歪みは打ち消されるため少なくできますので、特に奇数次の歪みを抑える必要が有ると思います。

コメント

No title

こんにちは。

次々とがんばっていらっしゃいますね。
定電流部の電圧使用効率を上げるのに、定電流ダイオードの使用はいかがでしょうか?

http://semitec.co.jp/products/led_device/crd/e_series.html

No title

Chaosさん、こんにちは、

>定電流部の電圧使用効率を上げるのに、定電流ダイオードの使用はいかがでしょうか?

アドバイス有難う御座います。

その手もありますね。部品点数からすると定電流ダイオードの方が

楽ですね。

>次々とがんばっていらっしゃいますね。

頭で考えて、パソコンでシュミレーションしているだけですので

お金が掛かりません。

最近は、完成度を上げてから自作しようと考えています。

No title

楽しみですねどんな音質か気になります

No title

こんにちは。

簡単に説明して頂いているのでだいたい分かります、DACも
ヘッドホーンアンプも楽しみが多いですね。

No title

いさおさん、 こんばんは、

4月中に、構想が決まればよいのですが?

No title

ウッドさん、 こんばんは、

どれも中途半端で、このやり方では良くないですね。

取り合えず、資金を確保しないと。
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