フルバランスアンプ (X_Under bar)

心地よい音を求めて

Category: プリアンプ

前回
プリアンプ切替器(2) 【2025/08/27】

VUメーター、基準レベル発振器とか色々と機能を追加したもので、それに伴う問題が出て来てしまいました。⇒その対策がとりあえず完了
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【変更内容】
1. 各プリアンプ間のゲイン(利得)を合わせる必要が有るので回路を見直し
2. プリアンプのゲイン(利得)を合わせるために1kHzの基準発振器を追加
3. プリアンプを評価する際の音楽ソースのレベル調整が出来るようにマスターボリュームを追加
4. プリアンプ間のゲイン合わせ確認ように追加したVUメーターのレンジが狭い(-20dB~+5dB)のでレベル調整用のボリュームを追加

1kHzの基準発振器は昔購入した秋月電子のキット(マルチ周波数オシレーターキット)を使いました。
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この発振器の出力は方形波なんですが、簡単なローパスフィルターを入れて使いました。
汚い波形ですが・・・とりあえず使います。

【入力切替器の内部】
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赤枠の部分が秋月電子のキットです。

【出力切替器の内部】
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中央右側がメーター用のアンプです
DC±12Vで使っているためDC±12VのDC-DCコンバーターを入れました。
少しノイズが心配なので電源スイッチを設けてメーターOFFに出来るようにしています。

【下側:入力切替器 上側:出力切替器】
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動作確認して問題無いようです。
各ユニット間はLANケーブルを使って接続しています。
電源はDC5Vを使用します。
LANケーブルは安く手に入るので良いですね。

何時になるか分からないですが、これを動かすコントローラを作る予定でいます。


やっとXLR等のコネクターをケースに取りつけて配線を行いました。
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ケースの穴加工が酷くて修正しながらの配線でしたので、かなり時間を取られてしまいました。
ケースの手加工は精度が出ませんね。

プリアンプ切替器用の基板も完成していますが、少し問題が発生したので今後の方向性を検討中です。
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VUメーター、基準レベル発振器とか色々と機能を追加したもので、それに伴う問題が出て来てしまいました。
むやみに機能を追加しない方が良かったと後悔しております。
そのため、このプリアンプ切替器は少し保留する事にします。
出直しです。

無帰還電源が完成しました。
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帰還型電源が有れば、次は無帰還電源と言う事で作ってみました。
無帰還型電源は、負荷変動に対して安定な電圧を維持するのが案外と難しいです。
基準電圧は、TL431(調整可能な高精度シャント・レギュレータ)を使いました。
最初は、ツェナーダイオードを使う予定でしたが、出力電圧の微調整が難しいので止めてTL431を採用しました。
TL431は、案外と残留ノイズが大きいので、出力にπ(パイ)型2段のLPFを入れました。
TL431は、出力インピーダンスが低いので、出力にコンデンサーを追加しただけではノイズは減りません。

左側が帰還型電源で右側が無帰還電源です。
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今後の事も有るので、これらの電源の評価方法を考えています。

やっとプリアンプが完成
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途中で基板を追加変更した関係で遅れました。
ケースに無理やり基板を詰め込んだ感じです。

【このプリアンプの仕様】
XRL入力:3
RCA入力:1
※入力にFETバッファ・アンプ有りと無しをコネクターで変更できる。

XRL出力:2
※出力の位相切り換えができる。

アンプの利得:10dB
※NFBの抵抗が無かったので、今回は10dBで設定しました。
最終的には12dBか15dBに設定する予定です。

入力インピーダンス:10kΩ
出力インピーダンス:51Ω

DC電源電圧:25V
※2ch独立電源とした。

【プリアンプ部】
オールFETのフルバランスアンプ。
※今回、2種類のアンプを作りました。

タイプ①は、
1段目が2SK170/2SJ74、2SK246/2SJ103のカスコード回路、2段目が2SK246/2SJ103を2組で使用したカスコード回路、終段が2SK213/2SJ76のソース出力

タイプ②は、
1段目が2SK170/2SJ74、2SK246/2SJ103のカスコード回路、2段目が2SK246/2SJ103のフォールデッドカスコード回路、終段が2SK213/2SJ76のソース出力

【電源部】
電源は、差動増幅回路を基本とした回路で、基準電圧は青色LEDを使っています。
電源はこのほかに無帰還回路の電源を作成中です。

今回は、タイプ①の特性データを取ってみました。
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タイプ①のオープンゲインは約50dB、(50dB-10dB=40dB)帰還量を少な目にしています。

測定には、ANALOG DISCOVERY、FRAplus、コスモスADC(E1DA)、CrossOver DA1を使いました。
<周波数特性>
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周波数特性は、-3dBで約500kHz、電波の影響を避けるため、もう少し高域を落とした方が良いかもですね。周波数特性と位相特性とも合格レベルです。
また、1号機と2号機ともバラツキが少ないです。

<歪み特性 1kHzと10kHz>
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1kHzと10kHzは、同じ様な歪特性です。なお、測定系の最低歪率が0.04%~0.05%なので、実際の歪率はもう少し少なくなります。

<周波数に対する歪率>
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低い周波数が歪が悪い様です。

違う測定系で歪を測ってみました。
<1kHzの歪み特性>
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問題無い歪率です。

<100Hzと10kHzの歪み特性>
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こちらも問題無い歪率です。

入力部分です
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今回は、シールド線を使わないで、テフロン線を使いました。
ハムノイズは、拾っていません。これはバランスアンプの強いところです。

左側がタイプ①のアンプで、左側がタイプ②のアンプです。
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タイプ②のアンプは、もう少し位相特性の検討が必要です。



今年中に完成しようと思っていましたが、電源部の配線で終わりそう。
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電源の配線で、沿面距離が厳しいところがあります。
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基板を詰め込んだのでしょうがないかな。
回路間違いも発見したので、その修正も有るので、時間がかかりそうです。


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