アンプ初段の差動増幅器は、 - フルバランスアンプ (X_Under bar)

        
2011/06/23

アンプ初段の差動増幅器は、

アンプ初段の差動増幅器は、特性の揃ったFETを使う必要が有ります。
今回使用するFET(2SK170/J74)は、以前ダイデン商事で選別品10ペアーを購入したFETが有りましたので、このFETからまた選別して使用します。この部分で温度ドリフト特性が決まりますので、慎重にFETのペアーを選びます。
 

 
現在、選別ペアー品を購入できるのはW通商しか有りません、たぶん。選別の許容差に問題を感じる時も有るのですが購入してます。何時も多めに購入して自分でペアーを組み直してます。
  
次に、ペアーのFETを瞬間接着剤で、接着します。そして、FETを熱結合します。熱結合には、3Mの銅箔テープを帯状に切りFETに巻きます。銅箔は、時間が経つと変色しますので、今回、スミチューブを被せました。なお、この加工を行うと、2SKか2SJか分からなくなるので、FETの頭に白ペイントで印をつけます。今回、2SKに白ペイントしてます。
※オーディオ用の小電力FETは、ドレイン(D)とソース(S)を入れ替えて使用しても問題無く動作します。ドレインとソースが同じ構造だからできるみたいです。パワーFETや高周波用のFETはダメですよ。
※3Mの銅箔テープは便利です、はさみで簡単に加工できます。
 
カスコードで使用するTrですが、こちらもペアーを組ます。そして、ペアーが分からなく成らないように、スミチューブを被せ白ペイントしてます。カスコードのTrは、特に接着や熱結合の必要は無いと思います。
今回作成するアンプは、2段増幅のバッファー無しのファナルはMOSFETとなります。2段目のTrも選別ペアー品を使用します。こちらは、製造中止品で、選別ペアー品です。これも昔私が再チェックしたTrです。在庫は、これで終わりです。壊さないように使わないといけません。
 
次は、仮レイアウトです。今回、希望するユニバーサル基板が購入できなかったので、大き目の基板を切て使用する予定でしたが、レイアウト図を書いている中で、小型の基板でも行けそうな感じですので、基板を変えました。 上手く行けそうです。
 

コメント

No title

こんばんは。

ペアリングして銅箔で巻くんですね、瞬間より2液のエポキシ系樹脂
の方が耐久性の優れていませんか。

No title

ウッドさん、お早う御座います。

2液のエポキシの方が良いですね。今回は、銅箔を巻いてスミチューブを被せているので、大丈夫でしょう。

No title

こんにちは。

出力段NON-NFBの窪田アンプについて、以前からずっと抱いていた私の「疑問」です。もし宜しければ、X Underbarさんのお考えをお聞かせ下さい。

このアンプは東芝製のパワーMOS-FETを使うのでしょうか? 東芝製パワーMOS-FETは温度係数がヌルになるドレイン電流値が高く(0.6Aくらい?)、それより小さい値にアイドリング電流を設定すると、温度補償が必要になりますよね?

また、出力段をNON-NFBとする場合、全出力領域で「A級動作」にしないと、「B級動作」に移行した時、急激に歪が増えるように思います。ところが、本に掲載された製作例ですと、アイドリング電流はかなり低い値になっていたように記憶しています。シングルPPで、B級出力も大きめに取る必要から、そのようなアイドリング電流設定が為されているのかも知れませんが、・・・

No title

(上からの続きです。)

シングルPP動作に拘るなら、最大出力を10W程度とし、アイドリング電流を温度係数がヌルになる点に設定すれば、動作は安定し、温度補償も不要になると思います。(この点で、日立製は100mAで温度係数がヌルになり、使い易かったですね。)

私は非常にシンプルな初期の窪田アンプしか製作経験がなく、当時の窪田氏の主張からも矛盾しているように感じています。如何でしょうか?(金田氏の変化に比べれば、まだ随分ましかも知れませんが。)

くどい内容で、申し訳ありません。

No title

兵庫の耳悪オヤジさん、 こんにちは、

日立のMOSFETは温度補償が必要なく、一番使い易MOSFETだと思います。東芝のMOSFETの場合、温度係数がゼロと成る点が4~5A(たしか?)とかなり高めですので、温度補償回路を必ず入れる必要が有ります。

>出力段をNON-NFBとする場合、全出力領域で「A級動作」にしないと
終段がNON-NFBだとA級動作の方が良いと思います。アイドリングは、0.5A位流せば問題無いと思います。

>全出力領域で「A級動作」にしないと、「B級動作」に移行した時、急激に歪が増えるように思います。
アイドリング0.5Aですと、ある程度出力が出ているので、B級動作領域での変化は、聞いていて分からないと思います。
電源が貧弱だと分かるかも知れません。

>当時の窪田氏の主張からも矛盾しているように感じています。如何でしょうか?
製造中止になったデバイの問題も有ると思いますし、また、当時としては、無帰還と言う言葉が持てはやされた経緯もあります。窪田氏がアンプ設計を止めてしまった事は、寂しいことです。

No title

早速、ご回答を頂き、ありがとうございます。よく分かりました。

私のアンプは、出力段をバイポーラーTrでパラPPとした、無帰還アンプでした。

基本的には、最初期の窪田アンプがベースで、初段もバイポーラーTrによる差動アンプのPP構成とし、入力C付きです。この状態で、パワーTrに約0.6AX2=1.2Aのアイドリング電流を流し、「約20W出力のA級アンプ」としていました。

このアンプを20年ほど使いましたが、どうしても大型ウーハーのキレの悪い状態が改善されず、去年の1月に「NFB付きAB級動作の50Wアンプ(A級動作領域は10Wまで)」にM/Cしました。この状態での音質には、不満は感じていません。

このM/Cの時、無帰還のままアイドリング電流を減少させるヒアリング実験もしましたが、無帰還B級動作領域まで出力を出すことが出来ず、見事に失敗しました。測定器がない現状では、このような原始的な実験しか出来ないのが悲しいですね。

No title

こんにちは。

最近は部品の製造を止めたメーカーも多く、また、その入手性が悪くて自作派は厳しい状況にありますね。
ペアで同一パッケージに収められたFETなどは入手できないのでしょうね。

A級アンプは省エネに逆行していますよ。とは言っても、小音量時の解像度は魅力ですね。私も以前V-FETで作ったとき、アイドリングを0.4Aくらい流していましたが、常時これだけ流れているとかなりの熱を持ちますね。おまけに、終段まで定電圧にしていましたので、電源回路も熱を持っていました。

完成して、音を出すのが楽しみですね。

No title

兵庫の耳悪オヤジさん、 こんばんは、

終段をNO-NFBにすると、ダンピングファクターが如何しても取れません。 特に、スピーカのインピーダンスが4Ωと低い場合は、厳しい場合が有ります。

兵庫の耳悪オヤジさんが自作されたアンプもこの辺で、満足行かなかったのかも知れません。

何故、NO-NFBにするのかですが、これは、スピーカの逆起電力がNFB回路を伝わって入力に戻るため音質に悪い影響を与えるためとしています。この辺は、ご存知だと思います。もう一つは、容量負荷やL負荷特性にも関係しています。NFBを掛けたアンプは、容量負荷やL負荷で位相特性が変化します、状況によっては、異常発振致します。ところが、NO-NFBアンプはこの辺が強い様に思います。

No title

Chaosさん、こんばんは、

>A級アンプは省エネに逆行していますよ。
15%の節電のおり済みません。逆行しています。

FETは、Nch、Pchとの繋ぎが悪くクロスオーバー歪みを抑えるためには、トランジスターの約10倍のアイドリング電流が必要なので、勘弁して下さい。

今日のような、気温では、A級アンプは熱くて厳しいですね。

>おまけに、終段まで定電圧にしていましたので、
これも、夏は、厳しい。

No title

なる程 なる程…勉強になります樫木総業のトランジスタは、FETを含め、ロッド、ランクを合わせて注文しますと、ほとんど差がなく特性が揃ってました念には念ですね引き続き 楽しみにしています

No title

いさおさん、 こんにちは、

今回のような、入力が差動増幅器の場合、差動回路に使用するFETのペアー特性で、DCオフセットや安定性が決まってしまいますので、温度結合を含め重要です。
昨日、一段目に安定化電源で電圧を加え調整しました。現在、二段目(トランジスター)を組んでいます。
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