2014.11.1 Ver.1.002
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2013.10.19 新規作成
2013.10.27 記事追加
2014.11. 1 記事追加
島田式CSPPアンプを作ってみないかと提案がありました。
また、チョークコイルではなくて定電流電源を使ったらどうかとの指摘もありましたので、それで、はじめることにしました。
考えてみれば、それは、差動アンプを少し手直しすればいいわけですよね。
島田式CSPPアンプについては菊地さんのホームページに詳しく書かれています。
図１-1 概念図
差動と違うのはコンデンサのつなぎ方だけですね。
もうすこし付け加えれば、100%D-G帰還ではありませんが。
（定電流検出抵抗の波形がカットオフして三角波になっていました。）
また、100%D-G帰還では出力がほとんど取れないので、図1-1、図2-1のように100%D-G帰還をやめました。
これで、調整して1W取れました。でも、少なすぎます。
あとで、菊地さんの指摘により、負荷抵抗が島田式のばあい、片側はPPの全部を使うのでST-65Bでは、40Ω、
差動ではPPの半分の20Ωですから、この差であるということがわかりました。
そこで、トランスの2次側の16Ω端子に8Ω負荷をつけると1.8W取れました。
そのときの回路図。
図2-1 実験回路図
MOSFETの電流は約0.5Aです。15VSW電源は1.6Aのもので、各チャンネルごとに別々にします。
12VSW電源は、-12Vを作るためで、左右のチャンネルで共有します。
トランスST-65Bは、PP間40Ω、2次側は4-8-16Ωの端子の電線が出ています。
なお、以下の波形はトランスの8Ω端子に8Ω負荷のときです。
100Hz 1KHz（何重にも重なった線になっている）
10KHz 50KHz（2重線になっている）
図2-1-1 １W時のドレインとソースの電圧
でも、すこし波形が変ですよね。一瞬切れていますよね。
図2-1-2 出力波形のこぶ
このこぶが出力が大きくなると波形上を下へと下がってゆきます。
そして、真下くらいになると
図2-1-3 出力波形の2重線
という2重線になります。つまり、2つの波形が交互に現れているということです。
この原因を追究してゆくと
図2-1-4 出力と定電流検出抵抗の電圧
定電流のIC、LM317Pにかかる電圧が下がりすぎて定電流が維持できてないのです。
それが、原因でした。
15VSW電源を25VSW電源変えて、トランスの16Ω端子に8Ω負荷で、定電流のIC、LM317Pの定電流検出抵抗の
電圧を観察しながら調整しました。
図2 -1-5 3W時 図2-1-6 4W時
図2-1-7 5W時
4W,5Wでは、一応クリップしてますが、定電流検出抵抗のへこみもクリップしています。
ですから、電源電圧15Vで見られた定電流ICのカットオフによるコンデンサの放電障害にはいたらないこと
がわかりました。
このときの特性は以下のとおり。
図2-1-8 歪率特性
3W以上で、1KHz,100Hzの歪が急激に上がっているのはクリップのため。
図2-1-9 高調波特性
0.1W以上では、歪の成分が、２次から３次と変わっている。
図2-1-10 周波数特性
-3dBは約30KHz
図2-1-11 負荷ありなしの周波数特性
8Ω負荷のほうが高域まで伸びている。不思議だ。
図2-1-12 DF特性
DFは、大体4である。高域であがる。
さて、差動アンプはタカチのMB-7のケースに組んだのですが、25V2Aの50Wでは、熱的に厳しいです。
そこで、もっと大きなシャーシ（リードのS-3 350x250x60)に放熱穴をたくさん開けて作ろうと思います。
トランスはST-67Bでも検討してみようと思います。PP間25Ωなので、電源電圧を下げることができる
でしょう。すると、放熱が楽になります。でも、電流は増えることになります。
3Wで歪を最小にする動作点では、4W,5Wは上にも書きましたように、定電流設定抵抗の電圧に凹みが出来ますので、
5Wで凹みが出来ないように動作点を設定し、3Wで歪が最小になるようバランス調整をしました。
また、定電流設定を見直し、2.4Ωから1.8Ω+3.3Ωにして、現在消費電力は計算上約24Wです。
このため、タカチのMB-7のケースのままでよいことになりました。
図２−２ 回路図
電源は、24V2.7Aのものに変えました。左右で共用しています。
出力はノンクリップ最大3.4Wです。それ以上では、クリップします。
特性はこうなりました。
図２−２−１ 歪率特性
図２−２−２ 高調波特性
図２−２−３ 周波数特性
図２−２−４ DF特性
図２−２−５ 負荷有り無しの周波数特性
また、電源は24Vなので、TC4069UBは24Vでは壊れるので、この回路の電源電圧を作らなければなりません。この図は、CSPPアンプから
コピーしたので、+10V電源よりは下の回路の14Vです。-8Vはおよそ-12Vです。
なお、いろいろご指導していただいた菊地さんにお礼申し上げます。
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つづく
2013.10.19 新規作成
2013.10.27 記事追加
2014.11. 1 記事追加
はじめに
菊地さんより、前作のCSPPアンプの実験の記事がよく出来ていた(?)ので、今度は誰でも追試ができるトランスを使って、島田式CSPPアンプを作ってみないかと提案がありました。
また、チョークコイルではなくて定電流電源を使ったらどうかとの指摘もありましたので、それで、はじめることにしました。
考えてみれば、それは、差動アンプを少し手直しすればいいわけですよね。
島田式CSPPアンプについては菊地さんのホームページに詳しく書かれています。
１．島田式CSPPアンプの構想
構想とは大げさですが、差動アンプを少し手なおししました。図１-1 概念図
差動と違うのはコンデンサのつなぎ方だけですね。
もうすこし付け加えれば、100%D-G帰還ではありませんが。
２．基礎実験 （差動アンプの改造版）
差動アンプのコンデンサ3300uFx2では、過渡的に音がふぁとするので、3300uFにしました。（定電流検出抵抗の波形がカットオフして三角波になっていました。）
また、100%D-G帰還では出力がほとんど取れないので、図1-1、図2-1のように100%D-G帰還をやめました。
これで、調整して1W取れました。でも、少なすぎます。
あとで、菊地さんの指摘により、負荷抵抗が島田式のばあい、片側はPPの全部を使うのでST-65Bでは、40Ω、
差動ではPPの半分の20Ωですから、この差であるということがわかりました。
そこで、トランスの2次側の16Ω端子に8Ω負荷をつけると1.8W取れました。
そのときの回路図。
図2-1 実験回路図
MOSFETの電流は約0.5Aです。15VSW電源は1.6Aのもので、各チャンネルごとに別々にします。
12VSW電源は、-12Vを作るためで、左右のチャンネルで共有します。
トランスST-65Bは、PP間40Ω、2次側は4-8-16Ωの端子の電線が出ています。
なお、以下の波形はトランスの8Ω端子に8Ω負荷のときです。
100Hz 1KHz（何重にも重なった線になっている）
10KHz 50KHz（2重線になっている）
２−１．定電流の不具合
図2-1-1 １W時のドレインとソースの電圧
でも、すこし波形が変ですよね。一瞬切れていますよね。
図2-1-2 出力波形のこぶ
このこぶが出力が大きくなると波形上を下へと下がってゆきます。
そして、真下くらいになると
図2-1-3 出力波形の2重線
という2重線になります。つまり、2つの波形が交互に現れているということです。
この原因を追究してゆくと
図2-1-4 出力と定電流検出抵抗の電圧
定電流のIC、LM317Pにかかる電圧が下がりすぎて定電流が維持できてないのです。
それが、原因でした。
15VSW電源を25VSW電源変えて、トランスの16Ω端子に8Ω負荷で、定電流のIC、LM317Pの定電流検出抵抗の
電圧を観察しながら調整しました。
図2 -1-5 3W時 図2-1-6 4W時
図2-1-7 5W時
4W,5Wでは、一応クリップしてますが、定電流検出抵抗のへこみもクリップしています。
ですから、電源電圧15Vで見られた定電流ICのカットオフによるコンデンサの放電障害にはいたらないこと
がわかりました。
このときの特性は以下のとおり。
図2-1-8 歪率特性
3W以上で、1KHz,100Hzの歪が急激に上がっているのはクリップのため。
図2-1-9 高調波特性
0.1W以上では、歪の成分が、２次から３次と変わっている。
図2-1-10 周波数特性
-3dBは約30KHz
図2-1-11 負荷ありなしの周波数特性
8Ω負荷のほうが高域まで伸びている。不思議だ。
図2-1-12 DF特性
DFは、大体4である。高域であがる。
さて、差動アンプはタカチのMB-7のケースに組んだのですが、25V2Aの50Wでは、熱的に厳しいです。
そこで、もっと大きなシャーシ（リードのS-3 350x250x60)に放熱穴をたくさん開けて作ろうと思います。
トランスはST-67Bでも検討してみようと思います。PP間25Ωなので、電源電圧を下げることができる
でしょう。すると、放熱が楽になります。でも、電流は増えることになります。
２−２．トランス変更
ST-65Bから、ST-67Bに変えました。3Wで歪を最小にする動作点では、4W,5Wは上にも書きましたように、定電流設定抵抗の電圧に凹みが出来ますので、
5Wで凹みが出来ないように動作点を設定し、3Wで歪が最小になるようバランス調整をしました。
また、定電流設定を見直し、2.4Ωから1.8Ω+3.3Ωにして、現在消費電力は計算上約24Wです。
このため、タカチのMB-7のケースのままでよいことになりました。
図２−２ 回路図
電源は、24V2.7Aのものに変えました。左右で共用しています。
出力はノンクリップ最大3.4Wです。それ以上では、クリップします。
特性はこうなりました。
図２−２−１ 歪率特性
図２−２−２ 高調波特性
図２−２−３ 周波数特性
図２−２−４ DF特性
図２−２−５ 負荷有り無しの周波数特性
３．製作編
マイナス電源を追加しました。また、電源は24Vなので、TC4069UBは24Vでは壊れるので、この回路の電源電圧を作らなければなりません。この図は、CSPPアンプから
コピーしたので、+10V電源よりは下の回路の14Vです。-8Vはおよそ-12Vです。
なお、いろいろご指導していただいた菊地さんにお礼申し上げます。
【使用機器】
デジタルマルチメータ METEX MXD-4660A
オシロ LEADER LS 8105A
オーディオアナライザ 日本オーディオ UA-1S
【注意】
本機をもし気でもふれてコピーされるなどと思われる方は、以下のことに注意してください｡
すべて自己責任で行ってください｡質問などの相談に乗れるかわかりませんが掲示板にどうぞ。
また、本機は実験機であり、しかも程度としては､でっち上げレベルであり､チューニングされているわけでもありません｡
再現性は保証されません｡
また、測定データ等は、あくまで私の場合こうなったということであって、こうなるものと保証するものではありません｡
以上のことを十分ご理解の上、参考にするのには、いっこうに構いません｡
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つづく