8号機

悩んでます。2SJ18を鳴らして見て6号機との音の違いに唖然としました。
6号機は良く雰囲気を伝えるのですが 音は7号機の音に何か付け加えて
誇張したように聞こえます。

悩んだ経緯はこちら

7/19
トランジスタやFETを使って全体負帰還をしない回路で電圧出力出来ないか考えてみました。
この回路で位相は反転しますが、電圧出力特性になります。
終段素子に合わせて抵抗値を若干変更すれば動作してくれるはずです。
バイアス調整はQ24の電流を下げるとアイドリング電流が上がる事にあります。
Q22->Q9,Q23->Q10の配線をQ22->Q10,Q23->Q9にすれば位相は正相に戻ります。
アイドリング電流調整はかなり繊細に調整する必要がありそうです。

シュミレーション結果

8/15
久しぶりにFET,トランジスタのペア選別をしました。初段のK30GRはIdss 3.8mA以上 
カレントミラーには2SB647A,反転ドライブには2SD667Aをペア選別した物を使います。
先ずは熱暴走しても困るので、音が出ることを確認する為に終段はFETで組んでみます。

8/20
後から部品を載せ換えることを考えて部品配置はかなり疎です。

とりあえず終段は2SK320をつないで配線は完了しました。

8/21
電源を入れてみたところ +側の終段とドライバーが飛んでしまいました。無負荷だと
バランスがとれません。負荷をつなげば問題は無いのですが回路変更が必要です。

終段を外して実際に動かして見ると上手くバイアス設定が出来ませんでした。
初段周りを見直します。

8/28
初段の定電流回路を-34VではなくGNDに落としていた事に気付いて直しました。
アイドリング調整、バイアス調整を済まして音を出して見ると寄生発振していました。

8/29
終段を飛ばした原因は初段の配線ミス、寄生発振は配線に一部作り置きしていた
古い撚り線を使っていた為起こった接触不良が原因でした。

R1,R2は1kΩの可変抵抗、R5は100Ωの可変抵抗+50Ωです。アイドリングを50mAに調整して
とりあえず動作しました。まだ1チャンネル分しか作っていません。

9/5
回路は上のままで終段を2SK350に換えて2チャンネル分作りました。
20KHzくらいまで周波数特性が伸びていなければドライバーを追加します。
どんな音がするのか楽しみです。

9/6
バラックの状態でー側のアイドリング電流を100mAに調整して音を出しました。
Gainは低く、歪も大きい状態ですが動作してくれました。初段の帰還抵抗を
意図的に大きくしてGainを下げていますので 調整が終わった段階でGainに
ついては考えます。明日からアイドリング電流を段階的に上げて調整を進めます。

9/12
R24の両端に電源電圧変動が出難いようにD1,C2(100μF)を追加しました。
若干ハムは残っていますが歪は改善されました。アイドリングは150mAです。
負荷抵抗が変わるとオフセットが変動しています。

9/14
アイドリング50mAに調整して音を2ch出してみると音の定位は良く 音像が浮き出て
聞こえました。ハムとオフセットの問題を解決してアイドリング電流をもう少し増やせば
良さそうな感じがします。

9/18
各部の電圧波形をオシロで確認したところ
・ハムに隠れて気付きませんでしたが出力に高域発振が見られました。
・入力電圧が大きくなると電源のリップルが出力にのっていました。

この回路で高域発振は収まっています。
2現象で入力と出力をみたところ-側は直線性に問題なくM2をドライブできていましたが
+側が発振したようになり直線性がありません。M1のドレインとR24間にダイオードを入れ
2000μFのコンデンサーで平滑することで+側にも直線領域が生じましたがまだ 出力が
大きい部分で歪みました。

歪はアイドリングを増やしても変わりませんでした。
+34Vのリップルが元で大きい+側の出力をしようとしたときに発振し入力にも発振波形が
のるようです。R18とR24の+34Vラインにダイオードを入れ2000μFで平滑しましたが
M1のドレインとR24間にダイオードを入れ2000μFのコンデンサーで平滑した場合と結果は
同じで発振波形がスパイク上にのります。R26無しでも同じ結果です。

10/3
風邪をひいてしまって作業が進みませんでしたが ようやく咳だけになりました。
出力をX軸、入力をY軸にして現象を見てみます。
終段Gateに1kΩを入れた場合 まだ発振しているようです。途中で曲がって見えます。

2段目のカレントミラーを上下共に-34Vから引っ張ってみたところ
発振も収まって直線性は見た限り良さそうです。

2段目のカレントミラーを上下共に-34Vから引っ張っるとQ11とQ12のVceが違うことで
平衡時に温度差が生じる為 電源投入時には+のDCオフセットが生じます。
測ってみると+0.3〜0.4VのDCオフセットがありました。
この過渡特性を解決すればスピーカーに安心してつなげます。

10/10
2chともアイドリングを50mA〜400mAで変化させて電源投入時のDCオフセットを確認しましたが大きい時は
0.6V発生しておりアイドリング電流を50mAに絞っても0.3Vは発生していました。安定してもQ11,Q12の温度
変化によって0.1V程は簡単に変化してしまいます。Q11,Q12を温度保証する為に ここもカレントミラーにして
みます。計算ではGainは15dBくらいになりそうです。NF外しても17dBくらいです。

10/11
2SD667Aをカレントミラーにして電源投入時のオフセットは0.3Vに収まりアイドリングも安定しました。
アイドリング200mAに調整してスピーカーをつないで見るとポップノイズは気にならないレベルでしたが
少しハムが出ています。音を聞いて見ると細かな音まで素直に再現して 定位も良くそれぞれの音が
分かれてクリアに聞こえます。電源を入れると大きめのハムが聞こえた後 ハムは小さくなります。

1時間程聞いて動作は安定していますが放熱板を触るとかなり熱くなっています。放熱とハムをどうにか
する必要があります。放熱板を大きい物に換えて+34V電源をもう一つ準備すれば解決出来ると思います。
その時にケース加工も合わせて行って仕上げます。考え初めてからもう直ぐ3ヶ月経ちます。

この回路だとQ9,Q10の無入力時Vceは同じなのでカレントミラーにする必要は無いかもしれません。
Q7,Q8を外してQ9,Q10を差動動作させてGainを上げる事も出来ます。


R1は1kΩの可変抵抗 R5は1kΩの可変抵抗 V1が入力、R15が出力です。
Q1,Q2,Q24はIdssが4mA程度の物を選別します。
Q1とQ2、Q7とQ9、Q8とQ10、Q11とQ13、Q12とQ14は熱結合しました。
R24,R25は定格電力が1W以上の必要があります。
34VDCは 24VACを全波整流し40000μFの電解コンデンサーで平滑しています。

10/16
放熱板を大きい物に換えてアイドリング150mAに調整しました。DCオフセットは電源投入時に一時的に0.2V程
発生しますが直ぐに数mVへ収束していきます。周波数特性をみようとファンクションジェネレータに久しぶりに
電源を入れたら残念ながら発振してくれませんでした。プリアンプとサイン波の成形回路が壊れていました。
プリアンプをバイパスして三角波と矩形波は出せるのですが肝心のサイン波は出せませんでした。

6号機のケースに収めて試聴しました。
感想は
FETにしては聞いていて肩がこるような音の硬さはないようです。
音の定位、音像の分解は良いです。無味な音ではありません。
全体的にまとまっていてバランスも良いようです。
これといった強烈な個性は無い、普通に聞ける感じの音です。

放熱板を250x58x17mmから295x87x35mmに換えてケースを開けていればどうにか触っていられるくらいの
温度になりました。
ハム対策は ケースの蓋を閉められなくなるので躊躇していたのですが 平滑用のコンデンサーを40000μF
から100000μFに換えて聞こえないレベルになりました。とりあえず蓋は開けたままにします。

手を加えたい所はまだありますがAudio Check CDの1kHz信号で大雑把に測定してみました。
DF    : 17(1kHz 8Ω負荷時) Z0:0.46Ω(出力をOpenにしたくないので8.2Ωと4.1Ωを接続して測りました。)
Gain  : 13.7dB(1kHz 8Ω負荷時)
三角波を使ってカットオフ周波数を見ると80kHz(-3dB)という結果でした。

仲さんにお願いして正弦波で測っていただいたところ96kHz(-3dB)でした。2SK350のCis(typ)は
1500pFありますので充分にドライブ出来なかったようです。

恥ずかしながら三角波に対する応答波形を初めて見ました。いろんなことが読み取れて面白いです。

基盤上は 抵抗に金皮、酸化金皮を使い、2SB647Aを使った分 すっきりしています。
オフセット調整は若干神経質ですが、一旦合わせた後は安定しています。
アイドリング調整も当初心配したよりシビアではありません。トリマーを使えば十分でした。

聞きなれたせいもありますが 音に気負いが無くて どんな音楽でも聞きやすく感じています。
しっとりしていて 芯のあるしっかりした音です。

初段か終段をPチャンネルにすればカレントミラーが1段減らせます。
こんな回路でいけそうです。

次はどう変えて行くか楽しくなりました。
その前に現状で終段の発振止めをもう少し検討する必要があります。

10/24
カットオフ周波数が96kHzで少し低めかなと思います。
ドライバの追加でどう変わるかシュミレータで確認したところモデルが正確では無い為なのか
変更しない状態でも カットオフ周波数は実際x10になりますしドライバーを追加しても元々が
高い周波数なので ほとんど変わりません。
終段での局部帰還が大きい回路ですので もしかするとR15,R16に使った巻線抵抗のL成分が
関係しているのかもしれません。試しに20μH入れてみると現実を同じぐらいの特性になりました。
終段への配線材も若干細い物を使っているので見直してみます。

2005/1/9
昨年11月頃から音量をかなり下げても周りから苦情が来るのではないかと気になって
夜は安心して音楽を聴けなくなりました。昼間に聞く機会が少ないのでこのページの
更新は進みませんが少しづつでも良くして行きたいと思っています。

2005/10/6
しばらく前に師匠の鱸さんから譲っていただいた発信器と歪み率計で
7号機と8号機の比較をしてみました。
Y軸は歪み率[%]X軸は出力[W] 入力は1kHzです。負荷8Ωで10Wまで測定しました。