ぺるけ式HPA(その3)

LED電源部分を作成しました。

diff_hpa1_LED_power_top

diff_hpa1_LED_power_bottom

以前作成した時の反省を生かし、放熱板の下の基板に通風孔を作りました。

正電圧側が予定の電圧(+13.8V)より下回ってしまった(+12.5V)ので、LEDを1つ追加して電圧を上げました。その加減で、+14.46Vに成ってしまいましたが、アンプ回路の電源入力部分に 10Ω程度の抵抗を入れる事によって予定の電圧(+13.8V)付近に下げようと思います。

元々、ローパスフィルタとして抵抗が入っていた部分なのだが、実験はしていないがLED電源を少し信じ込みフィルタ用の抵抗を取り払う予定でしたが、思わぬところで元の鞘に収まってしまいました。ぺるけさんマジックですね…。

因みに負電圧はこれまた予定どおりではなく、-5.08Vだったけど、-4V以上あれば良い回路だったのでこのままで良しとします。

予定の電圧が出なかったのは、電圧制御部のトランジスタに流れる電流量が少々多かったのかな…。この辺は今後の課題でもあります。それ以前に、LEDの最もローノイズで安定した電圧を取れる電流量を見極める実験をするのが先ですね。測定用冶具を作成する予定と部品は既にあるのだが、なかなか実効に移せてないです…。

ともあれ、抵抗、トランジスタのhFEやLEDのVfを1つ1つ選別したおかげで両チャネルの基板での電圧誤差は ±0.01V 以内に収まっています。今の所、これで良しとしますか。

ぺるけ式HPA(その2)

2段目の電源部分(LED電源)の回路図を描きました。
SDメモリカード・トランスポートの内部クロック用電源と同じ構成で、負電源へも拡張した形です。

diff_hpa1_ps2_schematic

このLED電源の実配線図と差動ヘッドフォンアンプ本体の実配線図も描きました。

diff_hpa1_LED_power_schematic_diagram01

diff_hpa1_schematic_diagram01


いよいよこれらの部品を半田付けですが、その前に、半導体部品は全て選別する事にしています。
特にぺるけさんのヘッドフォンアンプは差動増幅回路部分に使用する 2SK170 は選別冶具を使って厳密に合わせる事を前提とした作りに成ってます。

それと、LED電源はLEDの順方向降下電圧(Vf)を利用するのですが、これも半導体なので個体差が著しいので、使用する電流に合わせて数十個のLEDのVfを計測し、その中からよさ気なものを選別しました。

差動増幅回路のFETと、ダイヤモンドバッファの半導体は熱結合をするためにエポキシ系の接着剤で結合させます。
実は、この作業を忘れていて、接着剤が固まるのに12時間を要します。で、今日は作成を諦めて、選別作業に取り組んだという流れです。

diff_hpa1_heat_bond

ぺるけ式HPA(その1)

ぺるけさんのヘッドフォンアンプ(100V版)を作ると決めた時点で、各定数はほぼ決まっているので、先に電源部分から作っていく事にしました。

電源部は、2段構成にして、AC→DCで直流にした後に DC→DC で高安定化をする事により、電源部での作業分担を行おうと思います。

第1段目の AC→DC の電源部分を作成しました。
三端子レギュレータを使用して、必要電圧よりかなり余裕を持たせた電圧に安定化させます。
電源は左右独立とするので、同じ基板を2枚づつ作成していきます。

diff_hpa1_ps1_schematic

diff_hpa1_power_source_01

diff_hpa1_power_source_02

電源回路の考察(1)

ぺるけさんのAC100V版ヘッドフォンアンプを作ろうと1年くらい前からチョボチョボと部品を集めていました。ただ、オリジナルのデッドコピーでは面白くありません。そこでFET差動増幅プリアンプでも使用したPROST式LED電源を今回も使おうと思います。

問題は流す電流です。元々この電源はDACに使用する事を前提に作られていて取り出す電流量は少な目である事によって安定状態を保っている部分があります。ヘッドフォンアンプではDC分で42mA必要で、AC分ではつなげるヘッドフォンにもよりますが、結構な電流を必要とします。

そこで、LED電源の定電圧を邪魔せず、且つ大電流が取り出せる方法を散策していました。
行き着いた解が「インバーテッドダーリントン接続」です(Complimentary Feedback Pair(CFP)とも言うらしい)。回路図的にはこんなです。

LED電源+インバーテッドダーリントン


終段のNPNトランジスタ(仮として2SC1013)の部分にPNPトランジスタ(仮として2SA999)を付ける構成です。PNPトランジスタ部分に大電流を流せるトランジスタを採用すると相応の電流が流せます。また、肝心の定電圧の維持ですが、インバーテッドダーリントン接続の場合、1つのトランジスタ(図の回路ではNPNトランジスタ)のVbeが影響してくるだけなので維持されます。

問題は大量の帰還がかかるので発振する可能性があるらしい事です。作ってみて発振した場合、PNPトランジスタのベース-エミッタ間にパスコンを入れると良いのでは?と考えているのだが、果たしてそれで合っているのだろうか…。
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