A級アンプ改良

2011年の秋ごろから検討を開始し、2月に一応完成していた自作A級オーディオアンプ（こちらを参照）ですが、音量を上げてスピーカに耳を近づけたときにかすかに聞こえるハム（交流電源由来のブーンと鳴るノイズ）が気になり、改良を加えることにしました。このハムの原因は、スピーカ保護回路がアンプ基板と離れているところにあるため、アースラインが筐体内で大きなループを描いていて、そこを通る交流電源の磁場がアースラインに微小な電流を誘起していることにありました。それは以前からわかっていたのですが、改善するには基板をほとんど全部作り直ししなければならないために放置していました。しかし、一度気になると実害はなくても気持ちが悪いもの。奮起してアンプ基板とスピーカ保護回路を作り直すことにしました。どうせ作り直すならプリント基板にしてしまおう、プリント基板にするならあれも、これも、、、、と結局いくつもの改良を盛り込むことになりました。今回の主な改良点は下記の通りです。
（1）アンプ基板とスピーカ保護基板を同一基板に集約
（2）上記基板をプリント基板化
（3）スピーカ保護回路を両チャンネル別々に設け左右チャンネル完全独立化
（4）入力カップリングコンデンサを2.2μFから4.7μFに変更
（5）使用するコンデンサの銘柄を見直し

（1）（2）は前述のハム雑音対策です。（3）はチャンネルセパレーションを改善するための対策で、従来は左右チャンネルの信号が共通のスピーカ保護回路に入って来ていましたが、保護回路を2系統に分割することで電源からスピーカ端子までが完全に左右独立になりました。（4）は低音増強対策で、入力のDCカット用フィルタが可聴帯域下限の20Hz付近でも多少の減衰特性を持っていたところを10Hz以下まで完全にフラットな周波数特性にしました。（5）は（4）の対策のために4.7μFのフィルムコンデンサを探していたところ、VishayのMKT1813が音質的にも良かったので、入力のカップリング用4.7μFと出力のLPF用0.1μFの2箇所に使用することにしました。MKT1813は旧EROブランドの時からスピーカのネットワーク用やギターのエフェクタ用として定評のあるメタライズド・ポリエステル・フィルム・コンデンサでした。Vishay傘下に入った後の現行MKT1813を評価してみたところ、これまで入力のカップリングに使用していたPanasonicのECQE2と優劣付けがたい音質であることがわかりました。ECQE2や、出力のLPFに使用していた東信工業のMMSSACはエポキシ外皮の重量が意外に大きく、基板に半田付けすると頭でっかちでやや不安定な感じがしました。しかしMKT1813は重量が小さい上、チューブラ型なので基板に実装すると安定して、振動にも強い感じがします。そこで、ECQE2とMMSSACをMKT1813に変更することにしました。音質は中音域がややおとなしい印象に変わりましたが、これはｆ特がよりフラットになって高音も低音も充分に出ているために、相対的に中音域が小さく感じられるようになったとも解釈できます。肝心のハム雑音も20dBくらい低減されたように感じられ、全く気にならないレベルになりました。

周波数特性の測定結果を図1に示します。スピーカ端子に8Ωの負荷を接続し、1kHzでのゲインを20dB（出力約4W）となるようにボリューム位置を固定した時の特性です。入力のカップリングコンデンサを4.7μFに変更した結果、20Hz以下の低音域でフラットな特性となりました。一方、高音側は20kHzまでは完全にフラットになっていました。それ以上の周波数を出せる発振器がなかったため、更に高い周波数での測定はできませんでしたが、まだまだ上までフラットに伸びていると思われます。 

これで構想から製作・改良まで半年以上かけたA級アンプはひとまず完成としたいと思います。

サンハヤトのアートワーク用インクジェットフィルムを用いてプリント基板の版下を作る

版下を通してサンハヤトの感光基板を露光し、その後現像、エッチング、穴あけ、スルーホール処理を行う

部品を実装し、筐体内に2階建てで組み付ける（1階が右チャンネル、2階が左チャンネル）

図1　周波数特性の測定結果　10Hzから20kHzまではフラットな特性になっている 

タグ：電子工作 50Macro アンプ 音質 高音質 自作オーディオ ネットワークオーディオ A級アンプ 低歪み オーディオ プリント基板 周波数特性 自作 DIY

コメント 6

自作できるなんて凄っ
なんか憧れます ＾＾
by かに吉 (2012-05-20 22:33) 

かに吉さん
ありがとうございます。
でも、全然凄くないんですよ。
専門家が見たら突っ込みどころ満載だと思います ^^;
by ZZA700 (2012-05-20 22:55) 

ハムの原因がすぐに解って、すぐに対策できてしまうってすごいです。
両面プリント基板も脱帽です。いい音出そうな感じが伝わって来ます。
by oink! (2012-05-21 22:04) 

oink!さん
ありがとうございます。
サンハヤトから便利な基板作製グッズが色々と出ているので、手間を惜しまなければ簡単にプリント基板を作ることができます。アートワーク用のフリーソフトもあったりして、PCで版下を作れるようになったことが一番大きいですね。
好みの音質にチューニングしてあるのと、プラシーボ（偽薬）効果もあり、音楽を聴くことがより楽しくなりました。
by ZZA700 (2012-05-22 01:29) 

更なる音へのこだわり
どんな音が飛び出して来るのか
気になります
by COLE (2012-06-03 06:58) 

COLEさん
なるべく味付けが少ないクリアな音質を目指しました。特にこだわった点は、シンバルが生々しく感じられるよう部品を選んだことです。今のところ高温での安定性も問題なく、音質的にも満足しています。エージングを兼ねて毎日鳴らすのが楽しみです♪
by ZZA700 (2012-06-03 08:49)