構想変更 バランスド ヘッドフォン アンプ

上がBalanced HPA

 フルのバランスド ヘッドフォン アンプを考えていたが、課題が色々噴出したので計画変更した。

課題
　４連ボリュームの調子が良く無い。

　上記を解消すべく、ALPSの４連ボリュームにするにはケース内に収まりきらない。

■変更案(1/28)

　①入力は不平衡とする。

　②OPアンプによる不平衡→平衡変換

　③出力はトランス変換する。（変更なし）

　④電源部は変更しない。

　⑤「OPアンプの不平衡→平衡変換」は　たかじんさんのHPの2つのバランスド ヘッドフォン アンプのうち以下ものをコピーする。

　　https://nw-electric.way-nifty.com/blog/bla01.html

回路は以下の通り。

たかじんさんのHPから引用

　作成中のボードで上記を達成するために、ボード上の配線に展開。

　元のボードが簡単な正帰還OPAmpだったので、混乱した物になった。

　信号は図上では右から左に流れるので注意が必要。

　部品の取り外しでボードが荒れた。

　無理やり部品を剥がしたために配線を切断した部分もある。OMG！

　２回は確かめたのでハンダ作業に移ることにした。

変更案をボード上へ展開2021/1/28_間違い多し

2021/2/5 B改訂版

　

■部品取り付け中(1/28〜1/29)　定数の変更他　

　主に、手持ちのパーツの関係で以下の様に定数を変更

　　①R4 =22kΩ → 47kΩ

　　②R52 =2.2Ω → 15Ω

　　③R12, R34=100Ω → 省略不可　91Ω

　　（アッテネーションは不要と判断した。　発振防止用なのでOPAmp出力近傍に必須）

　　④C2 =100pF → 150pF,   C4=10pF → 22pF

　　⑤出力トランスの1次側の中点はGNDに接地しない？

　　　（±出力のアンバランスによる電位差？をGNDに入れない。バラックでの確認事項）

　　　出力トランスの1次側のGND？

　　　　±出力のアンバランスは　処置する場所が無いけど我慢しようかな。

　　　　良い方策無し。仮にDCを調整しても、AC成分のアンバランスは処置無し。

　　　　接地する場合、仮にアンバランス±5mVとすると、

　　　R52の抵抗15Ωから0.67mA程度の電流が流れるだけじゃない。

　　　　電位差±5mVでGNDが揺さぶられるとノイズの原因になるからなぁ。　　

　　⑥出力トランスの2次側の負荷Openに対する保護抵抗：330Ωとした。

　　（OPアンプ保護目的のため。

　　（出力トランス交流抵抗150Ωの2倍程度の330Ωで、負荷は軽めを狙った。）

■バラックで調整(1/30〜2/5)

①R12, R34=省略して発振が止まらず、トラブル・シュート開始。

　R12, R34　発振防止用なので必須と解った。

②トランスの2次側からOPAmpにFBすると発振したので、

　OPAmp出力からのFBに変更。

③出力トランスの1次側の中点の処置は以下の2ケースを確認した。

　　浮かす場合

　　GNDに接地した場合

　GNDに接地したほうが少し出力があるので、GNDに接地にした。

　電源電圧±5V, 入力500mV, 負荷抵抗51Ωのスペクトラム

　　　注）電源はANALOG DISCOVERY 2から供給した。

出力トランスの1次側の中点　浮かした場合

出力トランスの1次側の中点　GNDに接地

若干ノイズが多い。

④入力を1Vにすると発振。

　2/5現在原因不明。

　電源電圧を±15Vにすると止まらないかなぁ〜。

電源電圧±5V, 入力1V, 負荷抵抗51Ω

■電源を接続(2/6〜)

ほぼ良さそうなので、電源を接続して試験運用を開始した。

電源電圧を±15Vにしたら発振は収まった。原因不明。

±1Vの入力に対してOPAmpではゲインが無いので出力は±1Vになる。

±5Vの電源電圧では電圧が不足する可能性があるかも知れないと考えた。

下記は電源電圧±15V時のNJM072Dの最大出力電圧対負荷特性。

　現状、600Ωのトランスが負荷になっている。図から600Ωの負荷の場合出力の上限は±9V程度、電源電圧±5V時は下記の図の1/3が上限と仮定すると±3V程度。腑に落ちない。

　2次側の負荷に繋いだのが51Ωの抵抗。　600Ω：150Ωのトランスなので2次側に合わせて200Ω：50Ωの様な状態だとすると、上限は±6V程度と読める。電源電圧±5V時はその1/3が上限と仮定すると±2V程度になる。やはり合わない。

　しかし、発振は収まったので良しとする。

現在の問題点/気付きを列記しておく。

①ケースへの接地を忘れたので全体が電気的に浮いている。1時間程度稼働後にケースに触れたらバチバチ雑音が聞こえた。短時間では発生しない様だ。帯電していると思う。→低電圧とは言え危険なので電源GNDをケースへ接地する。

②ボリューム未接続　ボリュームを変更したので、フロントの穴を大きくする必要あり。

③2.5mmバランスジャック以外に、4.4mmバランスジャックも装備したい。

④Coolなボリュームつまみが欲しい。

⑤BalancedHPAは初めて。音を聞いても3本線との違いがわからない。音は硬いイメージ。キンキンな感じ。エイジングが進みコンデンサが馴染むと違ってくるかも知れないと期待する。雑音は聴こえないと思う。特性は詳細に見ていないが、発振のことがあったので1Vと2V入力(@1kHz)のスペクトラムのみ見た。電源を繋いだらフロアノイズのレベルが上がったと記憶。エイジングが済み次第特性計測予定。

　出力トランスの1次側の中点の処置は気掛かりである。

電源を接続して試運転開始(2/6〜)

上：Balanced HPA

下：トランス式USB_DAC(TD-1W)

■回路図の修正

　未着手