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2013年9月 1日 (日)

バッテリードライブアンプ±12V→±18V昇圧化(1)

 出力3Wしかない我がバッテリードライブアンプ「まね田式」、バッテリー電源採用で”当社比”最高の音質を得たが、低音にもうわずかの制動力があれば、と欲は膨らんでいた。
 AC電源時代は、38cm3Wayのスピーカーに繋いでも振り回されるだけだった。ハナから諦めていたが、電源DC化してみて、ためしに繋いでみた。

 ・・・意外といける。やはり専用帯域のスピーカーはフルレンジに比べて歪み感が少ない。バッテリー電源の透明感は一層引き立つ。低音も、ダクトで無理やり低音を盛らなくて済む専用帯域のウーファーなので、ブーミーな欠点はずいぶん軽減される。ただ、欲を言えばやはり・・・低音はもうわずかの制動力がほしい。

 さてどうするか。映画「風立ちぬ」を見て、自己表現としての何らかの”設計”をしてみたくなっていた矢先でもあった(笑)

 電源電圧を昇圧してみることにした。
±12V時代

Dcamp12vkai

・初段の電流はFETのIdssから、あまり自由に選べない→1mAとする。
・二段目は、エミッタフォロアーを介してスピーカーが繋がるほうと繋がらないほうのバランス動作から、(ぶっちゃけ金田式のまねをして)10mAは欲しい。→2段目の左のA684のコレクタ電位を0Vに調整するから、おのずと負荷抵抗は1.2kΩに決まってしまう。

±18V後の回路
 設計といっても・・・±18V電源が得られたとして、オームの法則で、初段、2段目の電流を改造前と同じに維持するように、抵抗値を変更するだけである。

Dcamp18v
 電源のバイパスコンデンサー(0.47μF)ぐらい、入れてやるか。高級品双信電機V2A丸型フィルムコンデンサーを奢った。といっても、もう2度と使いそうもない金田式レコード用プリアンプから流用。
改造費は、片チャンネル120円ぐらいで済みそうだ(笑)。

期待される点としては、
・2段目の差動増幅A684の負荷抵抗を大きくできる→その分オープンループゲインを大きくできる→NFB量を大きくできる→制動力への期待。
・各TrにかかるC-E間電圧が大きくなる→電極間容量Cobが小さくなる→高周波特性の更なる向上。
・最大出力の向上。
これを実現する電源としては、
改造前の±12V電源

Dcreg12vkai

これを±18Vにするには、

Dcreg18v

バイパスコンデンサー0.47μFぐらい入れてやるか(笑)
1.4kΩは、実際には2.4kΩと3.3kΩを並列にしている。
バッテリー12V4Ah一個(秋月電子で910円)と、ケミコンの高耐圧化と抵抗4本分(1本40円)のコストがかかる。まあ、金田式の高価なパーツに比べたら全部まとめても、高が知れている(笑)

一方懸念もある。
・バッテリーの直列セル数が増えるので、トータルの内部抵抗が大きくなる→低音の締りには悪影響なのでは?
・基準電圧は5.6Vで変更していない(ツェナーダイオードは5.6Vが一番特性がいいので変更したくない)昇圧した分、安定化電源のNFB量が減る→低音の締りには悪影響なのでは?
・一般にトランジスタは電圧をかけたほうがCobが減るのだが、高周波特性が変化することを意味し、フィードバック回路としてみた場合に、安定性(発振などの心配がない)が今までどおり確保できるか・・・?

 今となっては、このアンプに使っているトランジスタ類も古いタイプなので、自分自身の覚書にしておこう。

Transistor_rtg

 昇圧しても、トランジスタの定格を脅かすような値にはならない。
終段D882/B772のアイドリング電流は20mAを予定する。(バッテリーの充電周期を長くするために、ヒヤリングで問題のない範囲でできるだけ小さな値にする)
電源電圧の昇圧に伴いコレクタ損失が増加するので、できれば、終段の放熱器は一回り大きくしたいのだが、現状でもとくに問題なさそう。
 

 ダメなら元に戻るだけで良いし、実行してみよう。

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