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Nutube 6P1 ヘッドフォンアンプ その3-原因調査 [パパの趣味]


前回、初号機の特性に問題(低域のゲイン不足)を報告してから、大分経ってしまいました。この間、さぼっていたわけではなく毎週末、せっせと原因調査をしていました:

(1)部分ごとの特性確認
入力~出力まで部分ごとに特性を確認していきました。図を参照ください。
旧回路図_確認ポイント.jpg
(完成機上で計測)
①入力のRCフィルタ=〇低域低下なし 
②駆動OPアンプ出力=〇低下なし 
③出力OPへの信号=[×]低域低下あり
④出力信号=[×]低下あり
⑤出力のOPアンプを交換=[×]低下あり (使用OPアンプはMUSES8920D, OPA2134PA、OPA1622)
(ブレッドボードで再現して計測)
⑥ボルテージフォロワ部=〇低下なし
⑦RCフィルタ~出力OPアンプ=〇低下なし
⑧RCフィルタ部=〇低下なし
⑨ブレッドボード上にアンプ回路を全部再現=〇低下なし
計測①~⑧で低域の低下は6P1の出力部で発生していることが分かりましたが、計測⑥⑦⑧でRCフィルタ以降には原因がないようです。ところでKorg社のデータシートでは6P1に低域側でゲイン低下するような特性にはなっていません。どうにも原因が分からず、ブレッドボード上にアンプの回路を全て再現(計測⑨)してみましたが、再現しません!!
余談ですが、ブレッドボードで再現するにあたり片方のフィラメントを切ってジャンクにしてしまった6P1を使用しました。定格0.6Vに電池の4.8Vをかけてしまったためです。一瞬フィラメントが赤熱し、即昇天です。泣く泣く買いなおした6P1には直接17mAのCRDをハンダ付けしてしまい、間違っても定格を超えないようにしてしまいました。

(2)分析
ブレッドボード上では、問題の低域低下が再現しなかったわけですが、ここでガッカリしてしまうか解決への端緒を掴んだ、と喜ぶかはその人のパーソナリティ次第です。技術者はポジティブシンキングで行きましょう。
要するに、完成機と再現機(ブレッドボード)との差異を調べれば良いわけです。両者をよーく見比べます。はいはい、ありました。DCDCの雑音除去のつもりで完成機には33mHのチョークインプットでフィルタを組んだのですが、それ以上手持ちがなかったのでブレッドボードは47μFケミコンのみを入れていました。試しに、ブレッドボードに33mHではないのですが手持ちのチョークを挿入してみると見事に低域の低下が再現しました。このとき何が起きているかというとDCDCが供給するB+の脈動が、入力信号の周波数が低くなるとともに大きくなっています:
100Hz時→100mVP-P、20Hz時→200mVP-P, 10Hz時→250mVP-P
15V電源に対する250mVP-Pの脈動なんて問題ないように思えますが、もともと有効電圧0.6V(1.7VP-P)くらいの出力信号を扱っているので、少なからず影響が出るはずです。
ところでなぜこのような脈動が出てしまうのかは不明です。仮に33mHと46μFの直列LC回路とみなすと共振周波数は0.13Hzくらいになるので10HZとは十分離れているはずです。DCDC内部のフィルタとの相互作用で悪さしているのかもしれません。試しにブレッドボード上でコンデンサーインプットに組み替えると電源電圧が+10~+17V @60Hzで発振してしまいました。

(3)改造方針
ブレッドボード上で低域の低下がないことを確認出来ている、Lなし・47μFで平滑する電源回路に改造します。ちょっと色気を出して高周波特性がよくなるというセラミックもパラにしてみます。また、対策検討のつもりで種々のOPアンプと買い込んでしまったので聴感で選択してみます。

もともと3回の記事にするつもりだのですが、対策で手間取ってしまったので改造結果は次のブログに書きます。ではまた。
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