CLASS AAお手軽PAの検討(1)

すんごい久しぶりの更新。
スピーカーを買ったりオシロを買ったりしているけど全然記事にしていなかったので今後ちょっとずつ更新していきたい。

スピーカーを買ったはいいがD級アンプキットでとりあえず鳴らせる環境にしました状態でほったらかし状態だったので重い腰をあげてパワーアンプを自分で作ることにした。
回路はこの前ヘッドホンアンプでも検討していたCLASS AA方式。特にオリジナル要素があるわけでもなく、回路構成については知識のある人からしたら酷い回路なのかもしれないけどとりあえずこれで作ってみようと思う。



この前のヘッドホンアンプの記事で平衡アンプと書いていたけど結局差動信号を2つのシングルアンプで無理やり増幅させていた感じでなんとも微妙な回路だったので今回は完全差動オペアンプを使って平衡アンプとした。これなら平衡アンプと言えるかな？この構成だとGNDには一切信号電流が流れないはずである。

完全ディスクリートの方が音は良さそうだし、電源電圧もきっと上げたほうが音はいいんだろうけどそんな知識もないし、最初に作るパワーアンプということでオペアンプを使ってお手軽に作れるものからの方が敷居は低いし安全と思う。

初段オペアンプはとりあえずLtspiceのライブラリに入っていたものにしたけどOPA1632を使用する予定。次段のユニティゲインのオペアンプもとりあえずシミュレーションが動いたからLME49710を考えているがユニティゲイン安定のFET入力の方がなんとなく良さそうなのでOPA1641とかの方がいいかも。次段はオペアンプを取り替えられるようにしておきたい。

電源電圧が低いのは色々理由があって
・汎用オペアンプを使いたい都合
・今家で使っているスピーカーの能率が高いので電圧はそこまで必要ではないから
・実使用時の振幅でA級動作させる予定で発熱もできるだけ抑えたいため
の3つが主。BTL駆動としているのできっとそういう意味でも電源電圧は±15Vで十分でしょう。

電力増幅段のバイアス回路は普段よく見る回路を2つも使っているいかにも馬鹿そうな回路だけどもちょっと自分の頭ではもっとスマートなバイアス回路は考えつかなかったのでこうなってしまった。
ダイオードを使ったもっとシンプルなバイアス回路もあるけどダイオード何個も使いたくないしLEDでいいVFのが見つからないしバイアス調整ができない？しで却下。なので上記の回路か下記のダイヤモンドバッファを使用する予定。できればどっちも作って音の差異を確認したいところ。THDはNFBかけているとほとんど変わらないみたい。



ダイヤモンドバッファの方が低抵抗を使うからノイズはダイヤモンドバッファの方がいいのかとか、でもダイヤモンドバッファだとシグナルに直列に抵抗があからさまに入るから音にはよくなさそうとか色々思ったりするけどよくわからないならどっちも作ってみるしかないのかも。でもなんだかんだで上のバイアス回路は10uFのキャパシタ(定数はもっと小さくて問題ない)を使わないといけないからなんとなく音はダイヤモンドバッファの方がいいのかもしれない。どちらにせよ熱結合はきちんと取ることを忘れてはいけない。

後はCLASS AAのホイートストンブリッジの定数についてもなかなか決められないでいるが0.33Ωと1Ω(R8とR11)は多分確定。こいつを0.1と0.33とか低い抵抗にすると高域になればなるほど初段のオペアンプの負荷がかなり重くなっていくようなのでパワーアンプだとあまり低くできないみたい。実際に作ると配線にインピーダンスがついてしまうしきちんとしたホイートストンブリッジとは動作しないだろうからシミュレーションの時点で万全じゃないと初段のオペアンプがかなり発熱してヤバイことになってしまいそう。ヘッドホンアンプみたいに電流流さない回路ならその辺は適当でもいいかもしれないけどパワーアンプは結構大変そうだ。

さて電源回路どうしよう・・・