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E182CC全段定電流直結シングルアンプ 構想その7

1ヶ月ほど間が開いてしまいましたが、シングルアンプの計画はまだ進んでいます。 先月末の時点で回路図がだいたいまとまってきていたので、LTspiceでシミュレートしていたところ、帰還量を増やすと低域の利得が上がってしまうことが分かりました。低域時定数が3つ(以上)あり、スタガー比が確保できていないのが原因であろうと推測した訳です。 が、信号ループを最短化した場合の低域時定数の求め方が分かりません。そこで、ぺるけさんが運営されている「大人の自由空間」掲示板(現・「自作ヘルプ掲示板」)にて、この回路図を出した上で質問してみました。 そこで指摘を受けたのは、「そもそも初段信号ループに問題がある」というものでした。初段カソードが定電流回路によってアースから浮いているため、信号ループが構成されていない、という指摘です。考え方としては、初段カソードは(交流的に)アースに近い方がよい、グリッドとカソードは完全に絶縁されているのではなく、(バイポーラトランジスタのように)グリッドからカソードへ信号が流れている、と考えると分かりやすいのではないか、とのこと。つまり、出力段のような信号ループを最短化するコンデンサを挿入すればOK、というような単純な話ではないようです。

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ミニワッター構想 その2

昨日は全段差動PPなミニワッターを検討してみましたが、先日の記事にも書いたように、真空管式差動ヘッドフォンアンプそのままな印象は否めません。オリジナリティなんて追求したところで凡人にホイホイ思い付く訳もないのですが、無い知恵を絞って考えてみました。 …何だかそれっぽいのができました。初段も出力段も定電流で縛り、出力から初段のグリッドへ帰還させます。信号ループがアースに流れないという全段差動っぽい回路になったのですが、これって本当に動作するんですかね。一応、LTSpiceのシミュレーションではそれっぽく動作しましたが、シミュレーションはシミュレーションですので過信は禁物であります。 まだ自信がないので、もちっと考えてから、後日、回路図をアップします。

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さらに低歪みを目指して

ここまでくると、もうヤケクソみたいなものですので、徹底的にやっちゃいましょう。トランジスタの特性の差を吸収させるための抵抗をコレクタ(というかドレイン?)側に入れて、更に低歪みを目指します。 JFET差動入力 二次LPF 改 結果、歪み率は0.000045%、周波数特性は~70kHz(-3dB)となりました。正直、これ以上のことをしようとすると、増幅段を増やして帰還量を増やすぐらいしか思い付きません。既に片チャネルだけでトランジスタを6コ、JFETを2コ、定電流素子(CRDかJFET)が2コが必要という、かなり物資の投入量が過多な状況です。 思考実験やシミュレータ上で遊ぶ分には構わないと思うのですが、バスパワーのUSB-DACにこれ以上投資するのはバランスが悪そう。ということで、そろそろ実装に移行しましょうか。

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LPFの定数を変更

先の記事の回路をベースに部品集めに着手しようとしたところ、さっそく壁にぶつかりました。LPF用のコンデンサはすべて表面実装を採用としていたのですが、PanasonicのPPSコンデンサのラインナップは100pF以上だそうで、今回必要な56pFがありません。 代替として考えられるのはスチコン(スチロールコンデンサ)です。ディスコン気味とは言え、スチコンはもう入手できないという訳でもないので秋葉で探せば見つかりそうではありますが、ラジアルリードかぁ。 LPFの180pF/56pF/16kΩx3という組み合わせを、330pF/100pF/10kΩx3という組み合わせにすれば、LPFとしてはほぼ同等の性能になりますが歪み率が悪化します。そこで入力DCカットのケミコン(470uF)の後ろの10kΩを47kΩにしたら、改善しました。理屈は? FETの負荷が大きくなって結果的に負帰還量が増えたから? ちなみに100kΩぐらいにしちゃうと、逆に歪みが増えます。 これで、手元にあるパーツに抵抗を買い足せば実装できそうな気がしてきました。現時点の回路図はこんな感じになります。基本的な回路構成は先の記事から変更されていません。 JFET差動入力 二次LPF 改 ちなみにこの定数(330pF/100pF/10kΩx3)、nabeさん設計のUSB-DACと同じものです。

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DAC用二次LPF・回路決定

かれこれ3ヶ月ほど検討していたDAC用の二次LPFですが、結論が出ました。 『OPアンプを使って素直に実装するのが無難でしょう。』 我ながら冷静な判断です。しかし、それでは面白くありません。せっかくディスクリートに目覚めつつあるのですから、無理、無茶、無謀は承知の上で頑張ってみましょう。ということでこんな感じになりました;

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二次LPF その後

LTSpiceおもしれー! シミュレーションおもしれー! ということで、アレやコレや試して遊んでいます。一応、目標であるところのFET差動増幅回路で二次LPFを組むところは忘れてないつもりではあります。これまでのところ、増幅回路に 抵抗負荷 カレント・ミラー (能動負荷) カレント・ミラー + カスコード・ブートストラップ 抵抗負荷 + カスコード・ブートストラップ といった差動の定番を、そして反転と非反転のそれぞれ二つの負帰還とをそれぞれ組み合わせて特性を確認しています。また反転の場合は多重帰還型のLPF、非反転の場合はVCVS型(正帰還型)のLPFになります。 まだシミュレーションの途中ではありますが、歪率の点ではカレント・ミラー+カスコード・ブートストラップが最も特性的に優れています。まあ、当然っちゃあ当然でしょうけど、正直、ここまでディスクリートで組み上げる必要があるかどうか、微妙なところではあります。 負帰還は非反転の方が歪率は小さいようです。ただ、二次LPFとして実装した場合は、VCVS型(=非反転)より多重帰還型(=反転)の方が位相の乱れが少なく、素直な特性になるようです。

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真空管アンプをシミュレートして理解する書籍

ぺるけさんのサイト「情熱の真空管」のコンテンツ、「わたしのおもちゃ箱」に今年登場した記事を読んでいて気付いたことがありました。曰く、 本の記事を書くために手持ちの2SK170を精密に測定していた時のことです。 本の記事ということは、ぺるけさんの書籍『情熱の真空管アンプ』の続編が出るのか、雑誌に投稿するのか、などと妄想を膨らませておりましたところ、明日(04/08)、書籍『真空管アンプの「しくみ」と「基本」』が発売されるというニュースをget。

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2SK369のSpiceモデル

昨日の記事でも書いたように、LTSpiceでLPFのシミュレーションを行っています。そのために必要なのが、素子のSpiceモデルです。デフォルトのLTSpiceには国産のトランジスタやFETのSpiceモデルはほとんど収録されていませんので、どこかからか拾ってくるか、自分でモデルを作成するしかありません。そんな時こそGoogle先生の出番です。 サクッと見つかりました。海外のフォーラムに2SK369 & Spice ?と いう記事で上がっています。これをC:\Program Files\LTC\LTspiceIV\lib\cmp\standard.jftに追記すればOK。見事、LTSpiceでも2SK369を使えるようになります。

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DAC用二次LPF

久し振りにDACネタ。地味に設計を続けています。 DACの出力側に入れるLPF(ローパスフィルタ)ですが、前回の試作ではCRによる単純な一次LPFでした。OPアンプを採用すればシンプルな二次LPFを実装できるのですが、出力部(バッファ)はやっぱりFETに拘りたい。そこで、バッファ部を反転増幅回路にして、OPアンプによる二次LPFと同じように実装できないか検討しています。

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