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2SA1015/2SC1815 100パラ無帰還パワーアンプ

(このアンプは、A&Vフェスタ2009自作オーディオ自慢大会に出品しました。)

概要
 比較的入手の容易な部品を使ってパワーアンプを作ってみました。電圧増幅段はフォールデッドカスコード+カレントミラー 電流増幅回路を使用し、約30倍増幅しています。出力段は、プリドライバ段がA1015/C1815の2パラ、 ドライバ段が同じくA1015/C1815の8パラ、最終段がA1015/C1815の100パラです。 また、回路を複雑にしないようにするため、定電圧電源、DCサーボは採用していません。 ケースはアタッシュケースを使用し、入出力端子を側面に配置して縦置きができるようにしています。

回路
 入力を2SK30Aの差動増幅とし、2SC1815による通常のカスコード回路の後に2AS1015を用いたカレントミラーで電流を4倍に増幅します。 この電流を2SA1015のフォールデッドカスコードで反転し、負荷抵抗である10kΩに電圧を発生させます。 初段の2SK30AはGRランクのためIDSSに余裕がないので、パラにしています。トランジスタはシングル増幅で電流が大きいため、 熱的に余裕がないところは、パラにし、かつエミッタに抵抗を挿入してhfeなどの違いによる電流差を抑制するようにしています。 増幅段全体は、直流的に対称動作するようにしています。全体の動作電流を決める定電流回路は2SK30AのGRランクで、 IDSSに余裕がないので3パラにし、8mA流しています。 直流的に対称動作していることと、直流成分を100%帰還しているため、ドリフトはほどんどなくありません。 電源電圧の変動に対しても影響を受けにくい回路であるため、定電圧電源を使用しなくてもハムは聞こえません。

電圧増幅段の回路図
過電流保護回路

プリドライバ段はA1015/C1815の2パラ、ドライバ段はA1015/C1815の8パラ、最終段がA1015/C1815の100パラです。(ドライバ段と最終段は、通常のパワーMOS-FETに置き換えることができます。)アイドリング電流は、全体で130mA程度流しています。エミッタ抵抗が47Ωと大きいため、温度変化に対する電流変化はあまり大きくありません。今回は温度補償をしていますが、ある程度風を当ててやれば、温度補償なしでも大丈夫な感じです。

出力段

動作確認
 長時間音楽を聞いてみましたが、トラブルもなく安定に動作しています。また、広い会場で大音量で再生する機会がありましたが、 全く問題なく動作しました。出力段の電源電圧が±15程度ですから、10W程度の出力と考えられます。 しかし、無帰還アンプは歪感が少ないので、もっと大きな出力のアンプのように聞こえます。 出力段のA1015/C1815の100パラは、ベースに入れている1kΩのためか発振などはなく、安定です。


 これは主観によるものですが、2006年のA&Vフェスタで展示したアンプよりも奥行き感が増していて、 無帰還アンプの良さが出ているのと思います。また、低音が豊かに感じられ、聞きやすい音に仕上がっています。


スペック
特性は左右で差がなかったので、左chの結果だけを示します。
増幅率:27倍
出力インピーダンス:0.5Ω
最大出力(8Ω負荷):11W
周波数特性:5Hz(-0.1dB)~500kHz(-2.3dB)
残留雑音(入力ショート):200μV

前面
背面
縦置きにした状態
内部の様子


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