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オペアンプ+SEPP分圧。
気がつけば2月も半ば。
めっきり更新していない訳ですが。

久しぶりの更新は、仮想GND生成回路の話題。
オペアンプによる分圧を普段使っていましたが、
もう少しなんとか・・・ということで、こんな回路を作成してみました。

回路図

(LCフィルタバージョンに変更 12/03/30)
SEPP+オペアンプ分圧

要するに、2回路オペアンプによるボルテージフォロワにバッファをつけたものです。ボルテージフォロワ初段で電圧を安定させ、2段目にバッファをつけて電流を稼ぎ、オペアンプに帰還させています。分圧回路の入出力にLCフィルタを挿入することで、ACアダプタのスイッチングノイズの除去も狙っています。

動作電圧としては、+15Vまではチェック済みです。それ以上の電圧については未確認ですので、挑戦する場合はトランジスタの熱暴走などに気をつけつつ試してみて下さい。

実体配線図


SEPP+オペアンプ分圧
フェライトビーズは秋月にてチップ品が入手できます。コイルについては、そこそこ電流が流せる品のほうが良いでしょう。ですので、ラジアルタイプのものをお勧めします。

R1とR2、R3とR4はそれぞれ抵抗値が揃っている方が望ましいです。テスタを使って、複数本から選別すると良いでしょう。品質自体は普通のカーボン抵抗で十分です。

コメントほか。


電流を稼ぐ部分をSEPPに任せているため、オペアンプの選択としては出力電流よりも低ノイズかつ電気的特性が良いものを使うのが良いようです。

手元にあったオペアンプでは、LT1112・LT1723・LT1492・NJM4556ADあたりで動作確認済みです。
音質的には、LT1112・LT1492あたりがキレがあって好印象。
NJM4556ADは少し柔らかい音になるようでした。



実装した写真がこちら。

コンパクトに作ることを考えずに載せたのですが、このような感じ。
バッファIC仕様と大して面積は変わらないので、コスト的にこれからは多用しようと思います。


電子工作 | [2011-02-11(Fri) 10:26:54]
Trackback:(0) | Comments:(8)
コメント:
初めまして。通りすがりの者です。

終段にエミッタ抵抗が無いこの回路って熱暴走しそうに見えるんですが大丈夫ですか?
前に似たような回路をブレッドボードで組んだときに、なんとなくエミッタ抵抗をショートさせてみて、なんとなくドライヤーでちょっと暖めてみたらどんどん電流が流れて暴走したことがあります。
とはいえGND生成回路に抵抗かますのも気分的に嫌ですが(笑)
2011-02-24 木 17:24:16 | URL | 通りすがり #79D/WHSg [ 編集]
コメントありがとうございます。

熱暴走ですが、少なくともこの電圧・定数でしたらトランジスタの発熱自体ほとんどありませんので大丈夫です。SEPPの終段Trのアイドル電流は約1.8mAですし。
もちろん、電圧を上げていくと熱暴走すると思います。その場合は、定数を変えるか、Trの熱結合が必要になるでしょうね。(15Vならこのまま行けそうですが、24Vだと危ないかも。試していませんが。)

にしても、ドライヤーで暖めたら流石に暴走しますよね・・・。熱結合などしていれば大丈夫かもしれませんが。
2011-02-24 木 22:28:13 | URL | kiry #79D/WHSg [ 編集]
SEPP部分だけ抜き出してちょっと試してみました。
確かにこの電源電圧でこの定数、部品なら全然気にしなくて大丈夫みたいですね
電源電圧を30Vまで上げても50℃ぐらいまで半田ごてで暖めない限り(笑)暴走しませんでした。
まぁ実装する時はTrとダイオードをギリギリ近くに配置する、ぐらいの熱結合で大丈夫だろうと思います。
前に試作したのは炎天下に置かれる可能性があるような機材だったのでドライヤーで調べました。
ちなみに確かそのときの電源は12V、バイアス抵抗は1kΩぐらいで、石はC2120/A950でした。
エミッタ抵抗のショートを解除した瞬間上がり続けていた電流が下がっていくのは見ていて面白かったです(笑)
2011-02-25 金 00:54:09 | URL | 通りすがり #79D/WHSg [ 編集]
更新楽しみにしていました。

今回の仮想GNDの回路を使ったものと以前の回路(LT1010を使用した回路でしょうか?)とでは音やデーター的には変わりましたか?
2011-03-24 木 20:54:28 | URL | aiczzak #79D/WHSg [ 編集]
aiczzakさん

とりあえず、シミュレーション上ではオペアンプのみでの分圧と比べて明確に分圧精度が上がっています。オペアンプ+LT1010と遜色ない程度ですね。

音的には、オペアンプのみと比べて低音の安定性が一枚上な印象です。オペアンプ+LT1010とは直接比較してないですね・・・。暇なときに電源基板だけ交換して聴き比べしないといけませんね。
2011-03-26 土 16:56:01 | URL | kiry #79D/WHSg [ 編集]
ありがとうございました。
最近は電池に頼ってしまっていますが、安定した分圧が作れるようならぜひ試してみたいと思います。以前 kiry さんが紹介していただいた電源回路を使わせていただいています。電源でずいぶんと音が変わりますね。また電源の方も良いアイデアがあったら紹介してください。
更新楽しみにしています。
2011-03-27 日 22:26:48 | URL | aiczzak #79D/WHSg [ 編集]

アンバランス→バランスの回路を製作中に正負電源が必要になり、このページにたどり着きました。参考にLM358やTL082CNあたりでほぼ同様の回路を組み、なかなか動作良好な回路が組めました。
あとから復讐しつつ、OPampによるボルテージフォロワ2段とバッファを組み合わせた回路と理解しましたが、OPampによるボルテージフォロワそのものが応答速度に欠けるといった情報を小耳に挟みました。この回路の場合、出力側のLでそれを打ち消す役割も期待されてるのでしょうか?
2013-01-28 月 23:05:42 | URL | ハチロク式戦闘機 #- [ 編集]
ハチロク式戦闘機さま
コメントありがとうございます。

>OPampによるボルテージフォロワそのものが応答速度に欠けるといった情報
確かにDACやD級アンプといったMHz級の回路に対しては追随しきれないと思いますが、せいぜい100kHzのオーディオ帯域程度ならあまり考慮しなくても大丈夫でしょう。この程度の帯域であれば、デカップリングコンデンサを増量したり、低ESRコンデンサを使う方が効果的です。

入出力にLCフィルタを入れているのは、スイッチングACアダプタを電源として利用するためです。つまり単純にスイッチングノイズの除去を狙ったものです。回路自体はおっしゃるとおりボルテージフォロア+バッファ形式で、OPAMPのボルテージフォロアで電圧的安定を、SEPPバッファで電流的安定を狙っています。

OPAMPに低ノイズ・広帯域の品種を使うことでより中点電位の精度が上がるはずです。また、バッファの定数を検討したり、LT1010などの高出力バッファを利用してより電流を流せるようにすれば、仮想GNDのインピーダンスを低減できるので良好な結果が得られるでしょう。オーディオ用途なら音質にも影響があります。

用途に応じて色々と試してみてください。
2013-01-29 火 00:01:10 | URL | kiry #G.Wk6TwM [ 編集]
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