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2008年4月 6日 (日)

高利得な完全対称型ラインアンプが欲しい。

完全対称型ディスクリートOPアンプを作っては既存自作アンプのOPアンプと交換して悦に入ってきた。それはそれでまずくはないし実際に音も悪くないのだが、利得についてもう少し考えた方がよさそうだ。

無帰還の完全対称型アンプは電流出力アンプであり、利得は負荷に比例する。負荷とは帰還回路と次につなぐ機器(プリの場合、チャンデバかパワーアンプ)のことだが、実際にはこれに帰還抵抗がパラになる。

帰還抵抗が負荷に対して充分に小さい場合、ほぼ帰還抵抗が無帰還アンプから見た負荷になる。VGAの場合、VRを絞るとVR値に依存する開利得と閉利得が同時に小さくなっていくので負帰還量は一定となる。(そういうデータが発表されている)

VGAのVRを開いてVRの抵抗値が負荷に近づいたり負荷より大きくなると、開利得は変わらないのに閉利得だけが大きくなっていく。つまり負帰還量が小さくなっていく。入力インピーダンスが10KΩの金田式純正パッシブ・チャンデバを使用している場合は最大音量付近で負帰還量が小さくなるはずだ。

金田式に忠実にシステムを組んでる場合、高能率スピーカを使用していたりするのでVRは絞って使うことがほとんどだろう。(もし金田式DACを忠実に作ったら出力は9Vだ。VR絞らないわけがない。)その場合は問題ない。しかし高能率でないスピーカを使っていてVRを開いて使うことが多い場合や、チャンデバの入力インピーダンスが小さい場合には、負帰還量が不足することになる。

(パワーアンプの場合は負荷が8オームとか4オームとかで明らかに帰還抵抗より小さい。が、終段の電力デバイスが高利得だから問題なく成立している。)

No.168の記事は持ってないから分からないが、No.128(ホントは138?)の完全対称プリの記事では負荷が100KΩ、10KΩ、1KΩでの歪率が示されている。負荷とVGA用VRが同じ大きさの10KΩ負荷では100KΩ負荷より少し歪が大きいが、1KΩでは明らかに大きくなっている。

(それでも1V出力で0.1%以下だから音さえ良ければ歪率は関係ないと居直れなくもないが....)

で、私の場合、スピーカーの能率も高くはなく、チャンデバの入力インピーダンスは1KΩだ。(パッシブで2段シリーズにする為、1KΩと10KΩにしている。)あまり良い状態で動作してはいないだろう。

私のプリアンプは電子ボリュームICのWM8816を使ったもので、実質的には反転型VGAと同じである。(抵抗とVRの銘柄が違うだけと考えていい。)OPアンプには完全対称ディスクリートOPアンプを使っている。(2SK246-2SJ103-2SK117)これより明らかに10倍以上開利得が大きいものとして、DAC用に作ったMOS-FET出力のものに変えてみた。が、出力オフセットのドリフトが大きすぎてVGAとしては使えなかった。

ではどうするか。2SK170-2SJ74-2SK117で作ってみよう。Idにもよるが2SK170/2SJ74は2SK246/2SJ103の8倍くらい|Yfs|が大きいので2つとも交換すれば60倍くらいの利得が稼げ、1KΩ負荷で開利得と負帰還量が(10KΩ負荷時より)小さくなる分を補っておつりがくるはずだ。

さぁ、本当に上手くいくだろうか。

(間違ってたら誰か教えて下さい。)

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