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FET差動バランス型ヘッドホンアンプ完成

 投稿者:BokeJiji  投稿日:2017年 8月15日(火)14時39分55秒
  FET差動バランス型ヘッドホンアンプ(15V基板バージョン)完成しました
 http://www.op316.com/tubes/balanced/balhpa.htm

ぺるけ先生、部品頒布ありがとうございました

FET差動バランス型ヘッドホンアンプと言っても、プリアンプとして製作しました。
したがってヘッドフォンジャックは付いていません
電源スイッチもスイッチ付テーブルタップを、使っていますので省略しています

視聴構成は
パソコン ~ AKIトランス式USBDAC ~ FET差動バランス型ヘッドホンアンプ(プリアンプとして使用)
~ 平衡型6N6P全段差動プッシュプル・ミニワッター

この構成で使っていきます

 

6DJ8全段差動PPミニワッター2017完成報告

 投稿者:そら。  投稿日:2017年 8月15日(火)10時38分59秒
  6DJ8全段差動PPミニワッター2017の完成報告です。
先日、部品の頒布をお願いして、お盆休みに作りました。
特にトラブルなく組み立て、音が出ました。良い音で鳴っております。
ありがとうございます。

シャーシは、以前に自作したアンプのシャーシを再利用したため穴を塞いでおります。
測定は、Analog Discovery2とFRAplusで行いました。

http://nixie.blog123.fc2.com/

 

仕上げ段階で焼損

 投稿者:ひえ  投稿日:2017年 8月14日(月)02時24分33秒
   アンプ部は一通り完成。スピーカーでの音出しOK・・・。

 スイッチ式のヘッドホンジャックをつけていたところ、あのヘッドフォンジャックはパネルにアース導通していないんですね。どうも音もおかしいし、ノイズが入るので、ヘッドフォンジャックからGNDをアンプ>ケースのGNDに配線したところ、どうやら正常になったかな・・・?まだノイズが残っているかな?

 ということころで、油断しました。ヘッドフォンジャックをパネルに固定せず、中空でイヤホンで音出しテストしていたところ、金属製のフォーンプラグか何かがケースのパネルに接触。2SC3422から煙モクモク。一瞬で焼けてしまいました。

 9Vリレーがカキンコキン動作しているところを見ると、リレーは無事の様子。被害が2SC3422だけなら良いのですが・・・。

 というわけで、すみません。また2SC3422の頒布をお願いすると思います。何度ももうし訳ありません。










 

RE:熱暴走?

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月11日(金)09時31分6秒
編集済
  チューニング時の記憶をたぐると100pFが繋がっていないだけならすぐには発振しなかったと思います。
しかし、数百kHz~1MHzあたりにピークができます。
アンプが暖まってトランジスタのhFEが上昇してくると発振に至るかもしれません。

それくらいの帯域の発振はアナログテスターや電子電圧計、オシロスコープなら認識しますが、デジタルテスターは認識しません。フルデジタルさんが書かれたように、オームの法則では辻褄が合わないDC電圧が現れることが多くそれで発覚することが多いです。
 

RE:熱暴走?

 投稿者:nonbu  投稿日:2017年 8月10日(木)23時39分32秒
編集済
  ぺるけ様 フルデジタル様

色々とコメントありがとうございます。
変動しているときはデジタルテスターでは数値を読み取れない、
テスター棒で触ると数値が大きく変動するなど、発振している?と思う場面がありましたが、
計測する手段(測定器)を持っていません。
最後の手段として全点半田吸い取りとやり直しを覚悟しておりました。
ただ、まとまった時間が取りにくいのでちょっと時間がかかるかもしれませんが、
焦らず、確実に・・・と思っています。
結果は後ほど報告します。
 

RE:熱暴走?

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月10日(木)22時30分54秒
  >〇オームの法則に矛盾する場合は発振を疑え。
>〇時間をおいて不具合が発症する場合は、はんだ付け不良も疑え。

私もどちらも考えておりましたが、どこをどうしたら発振するか、なかなか思いつかずにいます。
温度変化による膨張・収縮で不安定な接触の状態が変化するのは全くその通りです。
 

RE:熱暴走?

 投稿者:フルデジタル  投稿日:2017年 8月10日(木)22時18分37秒
  私の経験による所見です。
経験は役に立つこともありますが、足を引っ張ることもあります。

〇オームの法則に矛盾する場合は発振を疑え。
直流成分で考えればオームの法則に従っても良いように思うのですが、インピーダンスが変化するためなのか、無侵襲の測定が難しいためか、発振を起こしているときはデジタルテスタで測った値では説明できないことがあります。

〇時間をおいて不具合が発症する場合は、はんだ付け不良も疑え。
熱応力のためなのか判りませんが、通電して時間がたってからはんだ付け不良による不具合が発生することがあります。

発振の形態としては、局所的な発振、電源経由での発振もありますが、回路や症状からするとフィードバック経由での発振が疑わしいです。
この回路において、断線によってフィードバック経由での発振を引き起こす素子は、右側の100pFコンデンサのように思えます。(はんだ付け不良でショートは考えにくい。)ゾーベルフィルタ(0.022uFと33Ω)も候補ではありますが、可能性は低いと思います。

以上は一つの可能性でありますので、そのつもりでお願いいたします。
仮にはんだ付けをし直す場合には、ぺるけさんがいつも仰っているように、前のはんだを取り去ってから行ってください。

 

RE:もしかして

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月10日(木)09時25分0秒
  デリケートな回路ではないので、1S2076Aの位置ぐらいでどうこうなるものではないでしょう。
もっと決定的な何かがあると思っています。
 

はい!

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月10日(木)01時31分55秒
  ツェナダイオードにつながっていなかったら、それで正常です。

 

電源ユニットについて

 投稿者:元クライマー  投稿日:2017年 8月10日(木)01時21分36秒
  6DJ8全段差動PPに取り組んでいます。ラグ板配線を組み終わりましたが、所定の電圧が出ていません。-4.7Vは、-7V位でしたが、+29.4Vのところ(150kΩ+22kΩ+22kΩの3パラ)が180V近くも出ています。どこか配線ミスでしょうか、それともツェナーダイオードの前なので、これで正常なのでしょうか?素人丸出しの質問で申し訳ありませんが、ご教示よろしくお願いします。  

RE:もしかして

 投稿者:nonbu  投稿日:2017年 8月 9日(水)22時13分47秒
  再点検しましたが間違いありません。

2SA1680の向き:回路図、パターン図、基板写真と照合し合っています。
2SA950の向きと1S2076A:合っています。(5.6Ω両端の電圧 0.36V、160Ω+1S2076A両端の電圧  1.051V)
UF2010の向き:合っています。(コレクタと接続部の電圧0.73V、220Ω側の電圧 -0.73V)

1S2076Aの取り付け位置が2SA1359の放熱版と接近しすているのが気になっています。
1S2076Aと4.7kΩの位置を入れ替えて放熱版から極力離した配置にしてみようかと思っていますがいかがでしょう。
 

もしかして

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月 9日(水)18時41分9秒
編集済
  2SA1680の向きが逆?

念のため、他のトランジスタとダイオードの向きも確認してください。
 

RE:熱暴走?

 投稿者:nonbu  投稿日:2017年 8月 9日(水)17時55分50秒
  ぺるけ様

不具合現象は、スピーカー端子電圧が変動し始めて気がつき、910Ωの電圧が徐々に上昇・下降を繰り返しながら
振れ幅も大きくなりついには高止まりした状態になります。
高止まりした後はラッチがかかったような様になり電源遮断しても数時間以上たたないと元には復帰しません。
なかなかデーターが取り難かったですが、改めてデーターを取り直した結果が次の通りです。

        (正常時のデータ)→(通電3時間後、異常時のデータ)
(1)左側910Ω両端電圧:1.46V → 5.94V
(2)右側910Ω両端電圧:1.47V → 5.93V
(3)差動回路2.2kΩの両端電圧:7.50V → 7.36V
(4)電源電圧 V+:7.21V → 7.18V
(5)電源電圧 V-:-7.20V → -7.20V
(6)スピーカー出力端子の電圧:1.7mV → 6.9mV~500mV変動
(7)左側220Ωの両端電圧:7.44V → 8.51V
(8)右側220Ωの両端電圧:6.51V → 7.10V
(9)2SC3422 0.68Ωの両端電圧:64mV → 87mV
(10)2SA1359 0.68Ωの両端電圧:64mV → 90mV

910Ωを流れた電流の行方が検討つきません。
よろしくご指導お願いします。
 

注意点は、

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月 9日(水)06時11分43秒
  整流直後のリプル含有率で求めるリプルの振幅です。
MOS-FETはこのリプルの振幅のピークを吸収しなければなりませんから、リプルの振幅が10Vだとすると、MOS-FETのドレイン~ソース間電圧は14Vくらいは必要でしょう。
この場合のドレイン損失は14V×315mA=4.4Wですからシャーシに貼りつけた程度の放熱では足りません。
リプル含有率の計算はここにあります。
http://www.op316.com/tubes/tips/b390.htm
 

RE:

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 8月 8日(火)20時58分16秒
  なるほど、そのようにかんがえるのですね。
以前ギターアンプをコピーしたときにコンデンサの直列が書いてあって220kΩ1Wとなっていまして、そのときに多めに買い込んでいたので、手持ちにあるので大丈夫そうです。
ありがとうございます。これで進めてみます。
 

RE:耐圧を上げるためにコンデンサを直列にするとき

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月 8日(火)20時50分4秒
  電圧をかけた直後は抵抗の存在は意味がなく、容量の逆数の比率の電圧がかかります。
時間とともに抵抗値の比率に収束します。
アルミ電解コンデンサは数μA~数十μAオーダーの不規則な漏れ電流があるため、漏れ電流よりも十分に大きな電流が流れていれば足ります。
220Vがかかっているところに220kΩであれば1mAが流れますからこれで十分ですが、消費電力は0.22Wになるので1W型が必要です。
いまどき1W型の220kΩを置いている店は少ないでしょう。
 

RE:

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 8月 8日(火)20時15分13秒
  耐圧を上げるためにコンデンサを直列にするとき、だいたいいつも考えなしに220kΩの抵抗を並列にかますのですが、これの適切な値の求め方などはあるのでしょうか?  

高耐圧アルミ電解コンデンサ

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月 8日(火)19時08分43秒
  ニチコンの技術ドキュメントに、短時間ならば定格電圧プラス50Vを許容する、という記述があります。
しかし、47μFだけでは足りないと思うので、220μF/400Vの二段重ねを推奨します。
 

RE:

 投稿者:tosh  投稿日:2017年 8月 8日(火)18時46分44秒
  やはりダイオード後に抵抗を入れてドロップさせてからが一番安全そうですか。

現状の最善策としては、
整流ダイオード~ドロップ抵抗~(耐圧500VのC)~MOSFETフィルタ~出力段+ドライブ段用回路…
といった感じでしょうか。

ところで、ぺるけ氏のホームページや他を見てみても、この抵抗の計算が分からないのです。いつもここはトライ&エラーで調整するのですが、概算である程度決めるためにはどうすればいいでしょう?
ちなみに初期状態ではMOSFETフィルタのブリーダ電流と初段JFETの電流くらいしか流れないわけですが、これに合わせて450V以下になるようなドロップ抵抗を入れたら、ヒーターが温まった後はさらに大きな降圧をしてしまいますよね?やはりそういう考え方ではなく、一番最初のコンデンサは500V耐圧のものを使用するのが正道でしょうか?
 

下流に880μF以上もあったら

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 8月 8日(火)17時57分35秒
編集済
  そのコンデンサをじわじわ充電する電力だけでMOS-FETが死にそう。
MOS-FETのところだけで十分過ぎるくらいリプルフィルタ効果があるんだから、下流側に大容量を連ねる意味はないどころか危険。
ミニワッターは10μFしかいれてません。

電圧を効果的に下げたかったら、整流ダイオードと直列にしっかりと抵抗を入れ、一気に電圧を下げてその先に最初のコンデンサ入れます。
220/400の二個直列でもいいでしょう。
続いてMOS-FETのリプルフィルタ。
MOS-FETの出口にはコンデンサはほとんど入れず、出力段に供給します。
ミニワッターと同じ考え方です。
遅延の必要はなくなりました。
 

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