はじめに
これまで手軽なこともあってＩＣを使ったアンプばかり作ってきましたが、たまにはディスクリート部品を使ってみたくなります。
ちょうど試してみたい回路があったので、試験的に製作してみることにしました。
回路
製作した回路の回路図を上に示します。
差動−エミッタ接地−ＳＥＰＰという構成の、至って標準的なアンプ回路です。初段の差動増幅は、定電流回路を抵抗器で代用し、負荷も抵抗器という最も原始的な構成です。２段目のエミッタ接地も抵抗負荷となっていますが、出力からブートストラップをかけてゲインを稼ぐという古典的テクニックを使っています。最終段も何の変哲のないＳＥＰＰ回路です。ちょっと増幅器に詳しい方なら、定電流負荷はもとよりカレントミラーやカスコードといった技術を投入したくなると思います。
どうしてこのようなある意味古典的な構成を取ったかというと、実はクリスキットのパワーアンプＰ３５−IIIがこの構成だからです。最初に書いた試してみたい回路というのは、実はこのＰ３５−IIIの回路のことです。
クリスキットとその設計者である桝谷氏についてはまた改めて言及したいと思っていますが、Ｐ３５は「音を求めるオーディオリスナーのための合理的な」設計のパワーアンプというふれこみであり、またその音質も評価されているようですので、昔から興味がありました。その一方、回路的には７０年代のもので古色惨憺たる感じは否めず、本当にこれで良い音がするのかという気持ちもあります。そこで、実際に回路を組んでみて、特性と音質を評価しようという気になったわけです。ただ、そうは言ってもいきなり３５Ｗのパワーアンプを作るのは結構手間ですので、まず評価実験ということでヘッドホンアンプ用にアレンジして、いろいろ遊んでみようかという次第。
Ｐ３５の回路では、ＳＥＰＰ回路が２段ダーリントンとなっており、初段とプリドライバーにＣＲから成るリップルフィルタが付いています。本回路ではヘッドホン用と言うことでＳＥＰＰ回路は１段のみとし、リップルフィルタもそれほど電源ラインの電流変化はないと考え、省略しました。また電源電圧はＣＭｏｙアンプと交換して使えるように、±５Ｖで設計しました。
製作
部品点数が多いですので、プリント基板を起こしました。
トランジスタはあえてオーディオ用は避け、汎用の２ＳＣ１８１５／２ＳＡ１０１５を採用しました。初段のペアと、ＳＥＰＰのコンプリメンタリペアに関しては、ｈｆｅが同じものを選別しました。さらに初段のペアは銅箔テープを巻いて、熱結合させてあります。どの程度効果があるかは分かりませんが、やらないよりはましと言うことで。最初からデュアルトランジスタを使えば良いんですけどね・・・。
中点電位は初段の共通エミッタ抵抗２０ｋΩで調整します。この回路は電源電圧を変わると中点電位も変化します。なので電源電圧を変えるときは、再度調整が必要です。ＳＥＰＰ段のアイドリング電流は５００Ωの半固定抵抗で調整します。最初は０Ωにしておき、最終段のエミッタ抵抗１０Ωの両端の電圧を監視しながら、抵抗値を増やして調整します。アイドリング電流は３．２ｍＡとしました。
測定
周波数特性
周波数特性は、−３ｄＢ落ちで５Ｈｚ〜３００ｋＨｚと、オーディオアンプとして十分広帯域です。変なピークもなく素直な特性です。
歪み率
１００Ω負荷における歪み率を、右のグラフに示します。概ね０．１％以下と、Ｈｉ−Ｆｉアンプとして十分な特性です。１０ｋＨｚでの歪み率が若干悪いのが目に付きます。
負荷抵抗を３３Ωにした時の１ｋＨｚの歪み率を、負荷抵抗１００Ωの時と比較したのが右のグラフです。３３Ωでは無理があるせいか、歪み率はかなり悪化しています。それでも０．１％前後ですので、聞けないほど悪くはないですが、もうちょっと改善したいところです。
まとめ
まず作って動かす、と言う意味では一応成功というところでしょうか。歪み率も１００Ω負荷なら０．０数％オーダーと、十分実用域にあります。ただやはり３３Ω負荷では、歪み率は相当悪化し、実用には厳しいです。もう少し改良を考えたいところです。
右の写真で、部品を取り付けていない穴があるのに気が付いた方もあるかもしれません。実はプリントパターンを設計するときに、出力段をパラレル駆動できるように設計してあります。パラレル駆動によって電流供給能力が向上するので、３３Ωでも性能を発揮するようになると思われます。
次の実験でその辺を検証してみたいと思います。
参考文献
「音を求めるオーディオリスナーのためのステレオ装置の合理的なまとめ方と作り方」 桝谷英哉著 大盛堂書房
