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A級アンプ製作中 [audio]

 音の歪みが少なく、解像感が高いオーディオアンプを作ってみたくなり、2~3ヶ月前から回路の検討と部品集めを始めていました。市販のアンプの多くはB級動作アンプと言って、スピーカーを駆動する信号のプラス側とマイナス側を別々のトランジスタで交互に増幅しています。この方式ではトランジスタに流すバイアス電流が小さくて済むため、消費電力や発熱が小さくなります。(バイアス電流とは、トランジスタ増幅器の入力と出力が比例関係になるように動作点を調節するための電流です。)しかし、信号がプラスからマイナス(あるいはその逆)に変化するときにプラス用トランジスタとマイナス用トランジスタの間で仕事をバトンタッチしますので、ゼロボルト付近でゼロクロス歪みと呼ばれる歪みを生じます。何事にも一長一短があるという訳です。それに対してハイファイ機器の一部ではA級動作アンプが用いられています。A級動作とは、2つのトランジスタにバイアス電流をたっぷり流しておいて、スピーカーの駆動電圧がプラスでもマイナスでも常時両方のトランジスタが直線性の良い(つまり入出力が比例関係になる)領域で協調して動作する方式です。A級動作アンプの場合、ゼロクロス歪みがありませんのでひずみ率は小さくできますが、消費電力が大きくなりますし、そのために発熱量も大きくなります。従って熱でトランジスタが壊れてしまわないように大きなヒートシンク(冷却用のひれ)が必要になります。しかし今回は良い音を得ることを何よりも優先したかったので、A級動作アンプの製作に挑戦することにしました。
 ブレッドボード上で先達たちの色々なA級動作回路を試してみました。その中で、FC2でブログを書いていらっしゃる「sけいし」さんのop6w100113という回路がなかなか良い音を出してくれましたので、これをベースに製作させていただくことにしました。目指す音は高音まで歪みが少なく、定位と解像度が高い、クリアで味付けの少ない音です。こだわった点は、定位の良い音を得るために有効と思われる左右独立電源と、厳重なスピーカー保護回路です。A級アンプはトランジスタが高温になりやすいため、熱暴走でスピーカーを損傷してしまう恐れがあります。また、前述の回路で電圧増幅用のオペアンプを付けずに(電力増幅段の入力をオープンで)電源を入れると、出力電圧が不定になり電源電圧一杯まで振れてしまうことがわかったので、念のためスピーカー保護回路を入れることにしました。保護回路はスピーカ駆動信号にDCオフセットが生じるとリレーをオフしてスピーカを切り離す仕組みです。また、そのリレーを利用して、電源投入時に回路が安定するまで約15秒間出力をミュートしてポップノイズをカットするようにしました。リレーは音響用リレーを1チャンネル当たり2回路並列に使用して接触抵抗の低減と信頼性の向上を図りました。
 ここまでできれば、安心してお気に入りのスピーカーをつなぐことができるので、細かい音のチューニングが開始できます。実はこのチューニング作業が一番楽しかったりします。どの部品も交換すれば必ず大なり小なり音が変わりますから、その組み合わせによって自分の目指す音質に近づけることができるのです。これが手作りの醍醐味ですね。今回はオペアンプ、コンデンサ、抵抗を色々と変えてみます。現在はオペアンプとコンデンサがだいたい決まりました。長くなってきましたので、その結果はまたの機会に紹介したいと思います。

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電源部とアンプ部

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発熱がすごくてトランジスタは100℃、ヒートシンクは70℃になっていた
ケースに実装するときには更なる対策が必要だ

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アンプ本体よりも製作に時間をかけたスピーカー保護回路

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部品の評価用に秘密兵器を同時作製(詳細は別の機会に)


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コメント 20

たくや

いつも凄いですね~
by たくや (2011-12-29 20:46) 

ZZA700

たくやさん
いえいえ、何もすごいことはないんですよ。
ただ何かを作っているのが好きなんです。^^;
by ZZA700 (2011-12-29 21:53) 

メタボ暦4年

仕上げのきれいなヒシチューブに萌えデス(笑)
by メタボ暦4年 (2011-12-30 00:03) 

ZZA700

メタボ暦4年さん
妙なところに萌えるんですね(爆笑)。
そこに注目して下さる人がいるのなら、
きちんと長さを揃えた方が良かったですね。^^
by ZZA700 (2011-12-30 01:05) 

Pin-BOKE

そういえばA級アンプって、聞いたことがあります。
私はケンウッドのK270を未だ愛用していますが、たしかA級だっと思います。
いかんせん素人なので、音がどのように違うかまではわかっていないのですが…。
by Pin-BOKE (2011-12-30 16:43) 

COLE

オーディオ回路設計もされるんですね
音源がアナログからデジタルになって
オーディオの世界も大きく変わりましたね

by COLE (2011-12-30 18:45) 

niki

今年は仲良くしてくださって、ありがとうございました^^
来年もよろしくお願いいたします!

完成は来年でしょうか?楽しみですね。

よいお年をお迎えください♪
by niki (2011-12-30 19:17) 

ZZA700

Pin-BOKEさん
K270でググッてみたところ、こだわりの設計になっているようですね。
良い音がしそうなので、大切に使ってあげて下さい。
最近のオーディオ製品は音質へのこだわりがなくてがっかりする物が多いですね。
今、私がメインで使っている物は20年~25年前の物ばかりですが、
最近の物とは使っている部品や作りが全く違っていて音質が良いのです。
by ZZA700 (2011-12-31 03:42) 

ZZA700

COLEさん
基本設計は先達の方々がされていますので、
私はたいしたことはしていないんですよ。
デジタルの恩恵は大きいですが、音の入り口も出口もアナログなので
やはり真面目に作られたアナログ回路が高音質を奏でるという図式は
昔も今も変わらないようですね。
by ZZA700 (2011-12-31 03:54) 

ZZA700

nikiさん
こちらこそ、いつもご訪問とnice!をいただきありがとうございます。
アンプは電気的には完成に近づいて来ましたが、
まだ外箱の機械加工などは手付かずですので、
足掛け2年は決定ですね^^
どんなデザインにしようかな~。まだまだ楽しみは尽きません。
来年もブログにお邪魔させていただきますね。
たくさんのトリヴィアを楽しみにしています。
by ZZA700 (2011-12-31 04:08) 

aidesu

電気に詳しい人ってすごく尊敬します。
良いお年をお迎え下さい^^
by aidesu (2011-12-31 05:23) 

slowhanded

年末のご挨拶に伺いました。

今年は何かと暗い話題が多い一年でしたが、来年は
少しずつでも皆さんの笑顔が多く見られるのを期待
したいですね。^^

それではよいお年をお迎えくださいまし。<(_ _)>
by slowhanded (2011-12-31 16:59) 

ZZA700

aidesuさん
いえいえ、自己流のなんちゃってですから滅相もありません。
2011年も残りわずかですね。
どうぞ良いお年をお迎え下さい。
by ZZA700 (2011-12-31 18:03) 

ZZA700

slowさん
今年もおつきあいいただきありがとうございました。
来年は明るい年になると良いですね。
どうぞ良いお年をお迎え下さい。
by ZZA700 (2011-12-31 18:07) 

ゆず

今年もあとわずか
良いお年をお迎え下さいね (^-^)/
来年も宜しくお願いいたします(*^_^*)
by ゆず (2011-12-31 20:54) 

さる1号

A級アンプですかー、良いですねぇ。
学生時代、憧れていましたが、高価なので指を着わえて見ていただけでした(笑)
今は・・・置くところが無いです><
何時も訪問有難うございます。
良い年をお迎えください。
by さる1号 (2011-12-31 20:58) 

ZZA700

ゆずさん
あけましておめでとうございます。
昨年はたくさんのご訪問とnice!をいただきありがとうございました。
今年もワンコの喜ぶ顔をたくさん見たいものですね。
もちろん人間のも。^^
本年もどうぞ宜しくお願いいたします。
by ZZA700 (2012-01-01 01:40) 

ZZA700

さる1号さん
あけましておめでとうございます。
昨年はたくさんのご訪問とnice!をいただきありがとうございました。
A級アンプはハイエンドのごく一部にしか使われていませんでしたから
私も市販品を買うことはできませんでした。
しかし手作りなら格安で楽しむことができます。
チューニング次第では市販品よりも良いものができるかも知れません。
その点は手作りスイーツと通じるところがありそうですね。
本年もどうぞ宜しくお願いいたします。
by ZZA700 (2012-01-01 01:52) 

hoshino_sizuku*

あけましておめでとうございます^^
今年もよろしくお願いします。
あたたかいコメントいただきありがとうございました☆^^
by hoshino_sizuku* (2012-01-03 00:18) 

ZZA700

hoshino_sizuku*さん
あけましておめでとうございます。
こちらこそコメントありがとうございます。
本年も素敵なお写真を拝見させてください。
宜しくお願いいたします。
by ZZA700 (2012-01-03 16:29)