フルバランスアンプ (X_Under bar)

心地よい音を求めて

2011年04月

STRINGING : 久しぶりのストリングス張り
 
久しぶりにテニスラケットのストリングスを張り替えました。
 
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張り方は何時ものように、GOSEN張り(Babolat張り)で張りました。※一般的に言う1本張りです。
肘の具合もあまり良くないので、42LBSとかなり低めに設定。
 
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ストリングスは、GOSENの柔らかテック、TECGUT TUFF16にしました。
 

ここでSTRINGINGについて、少し書いてみたいと思います。

ストリングス(ガット)の張り方は、20種類以上有るそうです。
私が知っている張り方は、
① 一般的な2本張り
② GOSEN張り(1本張り)
③ 1本張りの50/50(フィフティ /  フィフティ)
    ※これは、1本張りでクロスをセンターから張る方法
④ 2本張りの50/50
⑤ ATW張り(アラウンドザワールド)
⑥ ATWの変形張り1
⑦ ATWの変形張り2
⑧ ATWの変形張り3
⑨ 新バボラ張り(J’s BOX)
この他にもハイブリッド張りやアガシ張りと言うのもありますね。また、ATWの変形張りは他にも沢山あるようです。
 
こんなに多くの張り方が有るのは、最良の打球感を求めて発生したと思います。また、ラケットの特性や強度を補うために考えられた張り方もあります。
 
ラケットに一番負担が掛かるのは、ストリングスを張っている時です。従って、ストリングスの張り替えをするたびに、ラケットは劣化します。そのため、ストリングス張りは短時間に行わなければなりません。
 
テニスラケットのストリングス張りは、オーディオと同じで奥が深いですね。

フルバランス型ヘッドフォンアンプの回路
金田式の変形も良いが、違った形でヘッドフォンアンプを考えてみた。

バッテリーでの運用ができる様に、初段を定電流化し、また、カスケードにしたいところだが、バッテリー電圧を有効に使うため、あえてカスコードは使用しなかった。
なお、定電流回路は、ベースに抵抗を使わずLEDを使用、この方が電源電圧の電圧低下に有利と思い・ ・ ・。
 
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アンプ回路の設計:
①初段に使う素子が、トランジスターの場合は、漏れ電流でのノイズの悪化がありますのでコレクター電流は、1mA以下で設定します。FETの場合は、ドレイン電流を多く流せば流すだけノイズが減ります。しかし、PC(電力損失)の関係がありますので、2~4mAで設定します。Idssも関係しますが。

②初段FETのドレインの負荷抵抗ですが、私の場合は、5KΩ以下で設定しています。大体、電源電圧の1/10位ですかね。ここの負荷抵抗をあまり大きくすると電圧降下により最大電圧が低下するのとスタッガー比(異常発振に関係します)がとれなくなる場合があります。
 
③2段目は、トランジスターのコンプリメンタリPPを採用しています。アンプでは、良くコンプリやペアーでトランジスター、FETを使用しますが、これは、互いに欠点を補う働きをします。歪みを打ち消す働きがあります。歪みは、偶数次の歪みが打ち消されますが、奇数次の歪みは打ち消すことができません。(負帰還を掛けると偶数、奇数関係なく減ります)
 
④2段目のコレクターからアース間に入れてある抵抗は、この段のゲイン(増幅度)を下げています。この抵抗を入れることによりスタッガー比を確保しています。(入れないと異常発振します、たぶん)

⑤FETやトランジスターのソース抵抗、エミッター抵抗は、局部的に帰還がかかるので各段の安定度やDCオフセットが安定します。これは入れておいた方が良いと思います。完全なコンプリペアーを組めれば入れなくても大丈夫ですが、トランジスターの場合は熱暴走が発生することがあるので、パワー段には必要です。
 
⑥終段は何時もMOSFETを使用しています。入力容量が大きいですがトランジスターよりドライブが楽、熱暴走しない等です。
 
⑦出力の抵抗ですが、音質的にはない方が良いですが容量負荷対策として入れた方が良いかも。
 
先ほど、コンプリやペアーで歪みが打ち消されると書きましたが、バランス(ホットとコールド間)でも歪みを打ち消すことができます。
下記の波形は、今回のアンプの出力のシュミレーション波形です。赤と青がホット側とコールド側です。また、緑がホットとコールド間となります。
 
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下の図は、今回のアンプの歪み特性です。
 
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歪みの2倍(2次)が少し多い様に思いますが、ホットとコールド間(緑色)では、打ち消されてます。そして、ノイズレベルも全体的に下がってます。(このへんが、バランスアンプの特徴だと思います。)
 
偶数次の歪みは打ち消されるため少なくできますので、特に奇数次の歪みを抑える必要が有ると思います。

昔からアキュフェーズの洗練された回路が好きで、良く真似てアンプを作った思い出が有ります。
最近のアキュフェーズは、OPアンプが多くアキュフェーズ特有のディスクリートアンプ回路を見る事がなくなりました。また、パワーアンプに関しても最近は電流帰還型アンプなので残念です。電流帰還型アンプの方が主流なのでしょうか。
 
そこで、昔のアキュフェーズの回路を思い出しながらフルバランスアンプに応用したパワーアンプの回路を考える事にしました。
先ず、最初に初段回路は、やはりFETで受けてカスケード(カスコード)で周波数特性をよくした回路とします。また、高い電圧で使用する場合、高gmのFETは、10V以下で使用する必要が有るためカスケードにした方が良いそうです。
 
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Sample1、Sample2が、アキュフェーズの初段部の回路?です(間違っているかも知れません)。綺麗で洗練された回路だと思います。
Sample1とSample2の違いが分かるように、回路図に赤丸を付けてみました。
Sample2は、定電流回路の温度補償とバイアス電圧にダイオードを使用してます。
 
次の図は、この二つの回路の歪みをシュミレーションしました。
 
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Sample2の方が、歪みが少ないようです。
 
次の図は、Sample1、Sample2の周波数特性です。参考としてSample3をを入れてますが、このSample3は、カスケード(カスコード)無しの回路です。
 
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カスケード無しの回路図
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カスケード接続の効果は大きいですが、回路が複雑になります。
 
前回のアンプでは、初段に、ダイアモンド差動アンプ(サンスイのアンプに良く使われていた)を使用してましたが、今回は、アキュフェーズタイプで行きます。
アキュフェーズタイプは、定電流回路を使用しているので、電源電圧変動に強いかも知れませんねぇ。
 

DACの自作のために、500MHzの中古オシロを買いました。
 
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購入する気はあまり無かったのですが、安かったので買ってしまいました。
これで、クロック波形が観測できます。しかし、DAC用部品を買うお金がなくなりました。トホホ

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