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単電源デスクトップミニアンプ+ネットワークオーディオの製作〜ミニアンプの回路シミュレート

投稿日:2014年12月19日 更新日:

今回のミニアンプは、入力はUSBで、出力がアナログという構成です。アナログ入力はつけません。USB入力のみとしました。
とりあえず、アナログアンプ(電流増幅段)部のシミュレートです(全体回路図は後日にアップ)。

 

アナログアンプ部の基本回路

pcm2904scm

USB-DACは、PCM2704を利用するので、そのUSB-DACのアナログ出力後のアンプ部となります。
基本回路は、前に作ったヘッドフォンバッファの流用です。

相違点・特徴は、

・電源電圧は+12Vの単一DC

PCM2704Vcomをアナログ入力段の定電流回路の基準電圧として使う。

PCM2704Voutは、カップリング無しでアナログ入力段に入力。Vcomをリファレンスにしているので、PCM2704のVoutとアナログ入力段の間に、普通にボリュームを利用して、ボリュームコントロールを行う(入力段カップリングコンデンサの排除のため)。

・入力FETは2SK30A-Y。2SK170も候補としてはあり。

・初段定電流回路は2SC1815-Yを利用。

・終段のTRは、2SC3964を利用(秋月で8個¥200円だったかな?)。12V以上の耐圧で、Icが2A以上であれば他のTRでも流用可能かと。

・ゲインは、3倍とする(USB-DACのフルスケール時のアンプの出力は、およそ5Vp-p)。

これにより、アナログ入力段(FETのゲート)は、Vcomの電圧(およそ1.15V)を基準にしたアナログが入力され、FETのソース(オペアンプの入力)は、DCでおよそ、2.2V弱のDC+音声信号。これをゲイン3倍のオペアンプで受けることにより、オペアンプの出力がおよそ6.6V前後、これが、出力段のトランジスタのベースへの電圧になり、出力段トランジスタのエミッタからGNDへのシャント抵抗値により、終段に流れる電流を決めることになります。

アンプ全体でみた際の、DACからスピーカに至るライン上のカップリングコンデンサは、最終出力段のカップリングコンデンサのみとなる構成です。
シミュレーションの回路図は、負荷のSPが、8Ωを想定してみた上での、抵抗値等の値を設定してみました。

欠点としては、

・A級動作内でないと、使い物にならない。

・初段の定電流値を設定する抵抗値がシビア。初段部分だけを先に組んで、FETのソース側の電圧を測定した上で、終段のシャント抵抗(回路図では、10Ω)の値を選ぶ必要あり(ソース側の電圧が0.1V違うと、オペアンプの出力電圧は、0.3Vの差になって、これが、もろに出力段の電流値の差になってくる=ヒートシンクの大型化、シャント抵抗のWを大型化)。

・発熱が多い。放熱器(ヒートシンク)は必須。ヒートシンクの形状と、終段に流すアイドル電流の値によっては、コーヒー等のマグカップの保温器になってくれるかもしれない(笑)。

FFTシミュレート

image

歪率のシミュレート(0.01%)

image続きます・・・

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