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FET差動バランス型ヘッドホンアンプの作製 2

 投稿者:hitochan  投稿日:2018年 6月 6日(水)08時44分50秒
  早速のご教示ありがとうございました。

このまま、作製を続けます。

部品の配布は、メールにて後刻お願いさせていただきます。
ありがとうございました。
 

RE:FET差動バランス型ヘッドホンアンプの作製

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2018年 6月 6日(水)01時29分57秒
編集済
  ドレイン電圧が2Vくらいずれていても音はまともに出ますので作業を進めてそのまま音を出して問題ありません。
爆音時の最大出力が少し低下する程度です。

部品頒布を利用されたのでしたら、お送りした2SK170に正確にペアになっていないものが混ざっていた可能性があります。
代わりのペアをお送りしますのでお暇な時に交換してみてください。
(送付先などメールにてお知らせください)

 

FET差動バランス型ヘッドホンアンプの作製

 投稿者:hitochan  投稿日:2018年 6月 5日(火)21時39分55秒
  「FET差動バランス型ヘッドホンアンプ」(2017年版)についてお聞きします。

電源部、アンプ部のハンダ付けが終わり、各部の電圧を測定しました。
添付図のように、±電源はほぼ規定値です。
また、X-Y間の電圧も左・右のHot・Coldとも0.38Vで範囲内です。

ただ一つ、○印の部分の電圧が、左のみ6.6Vと4.9Vになり指定された範囲を超えてしまいます。
右は入力Hot側5.9V、入力Cold側5.8Vと範囲内におさまっています。

どのあたりを見直せばよいか、アドバイスをいただけると幸いです。
 

RE:USB DAC Type3 頒布部品リスト

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2018年 6月 2日(土)23時31分47秒
  Fe-3さん、ありがとう。
ご指摘のとおりです。
Type1をベースに編集したので、その影響が出てしまいました。

すでにメールをいただいた方については、こちらで修正してから発送します。


 

USB DAC Type3 頒布部品リスト

 投稿者:Fe-3  投稿日:2018年 6月 2日(土)21時03分55秒
  近日中にトランス+真空管バッファ式USB DAC Type3(12AX7/ECC83)の部品頒布をお願いする予定です。
Webサイト中の部品リストを確認したところ、気づいた点が幾つかありました。

□C100/100 アルミ電解        60円×1= 60円 ←リストから抜けているかも

□2Pトグルスイッチ MS-500K(相当) 160円×2=320円 ←×1でいいような気がするのですが…

□Trans-Tube-DAC V3用 スペーサ、ビス、ナット、ワッシャ、貼り付けボス
---------------------------
 - M-6金属スペーサ×4
  - P-8mm樹脂スペーサ×4
  * P-8mm樹脂スペーサ×2  ←P-10mm樹脂スペーサ×2のまちがいでは?
  - T-600 貼り付け式ボス×2
  - 2点セムス6mmビス×10
  - 2点セムス8mmビス×2
  - 3点セムス大8mmビス×4
  - 3点セムス大10mmビス×4
  - トラス4mmビス×4
  - 金属ナット×22
  - スプリングワッシャ×22
---------------------------
      890円×1セット=890円  ←セット合計額?

こちらの勘違いもあるかと思います。
細かいところで申し訳ありませんがご確認していただけると幸いです。
 

RE:Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:tak  投稿日:2018年 6月 1日(金)20時43分53秒
  前回の投稿が haru7189さんと同じ時刻になってしまい取り下げようかと迷いました。
お返事をいただきましたので自分の勉強のため続けさせて頂きます。
前回提示の図面の緑色字が最終データとしています。

A950の電流 =0.58V÷6.2Ω(実測値)=93.5mA
A1680左の電流 =(7.62V+0.38V)÷220Ω=36.4mA
A1680右の電流 = 計算して31.5mA で差の約25mAが合わない

A950のVBEは 1.05V-0.58V=0.47Vで低すぎる

ここまで書いて師匠の言われた、A950のエミッターの測定値を無視してA1680の220Ωの
電流から換算するとVBEも合うことに気が付きました。
それでも測定値が実際はどうなのか気にはなるところです。
 

思い込みによる勘違い

 投稿者:flip-flop  投稿日:2018年 6月 1日(金)19時04分55秒
編集済
  なるほど、Vbe逆電圧でも破壊しなかったのですね。

つまり、
・パチッとなった時点でA950-Yが破壊したと思い込み、
・交換前の状況(各部の電圧)も確認せずに最初にA950を交換し、
・正常動作しないので各部の電圧を確認して助けを求めた。
と言う状況でしょうか。

A950が正常なら、交換しても症状に変化はなかったはずですので。

※私自身、交換した2SA950が壊れている事を確認しているものだと思い込んで
 勘違いしていました。(他のトランジスタは導通テストで確認しているので)
 

RE:Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2018年 6月 1日(金)18時17分54秒
編集済
  haru7189さんから、問題の5.6Ωと2SA950が送られてきました。

5.6Ω・・・・焦げた形跡はなく、高温時によく生じる塗装の色落ちもありませんが、約16Ω(15.55Ω~16.10Ω)になっていました。「約」と書いたのは温度や流す電流値でかなり変化するからです。抵抗器本来の安定した温度特性ではなく、かなり不安定なものになっています。

2SA950・・・・健康な状態でした。じつは、私もすぐに手元で同じ環境を作ってショートさせてみましたが、2SA950を破壊することはできなかったのです。それを根拠に「死んではいないと思います」と書いたわけです。


 

RE:Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:haru7189  投稿日:2018年 6月 1日(金)17時53分11秒
編集済
  小生が結果報告の不備でスミマセン。
我が理解の範囲をご笑覧お願いします。

> ・5.6Ωがおかしいので取り換え オフセット電圧は1.1mVに改善された
→R側5.6Ωが15.8Ωに偏移していたため、L側の5.6Ω正常品を移植の対策。(この時点ではL側の2SA1950-Y正常品を移植済み)
 R側5.6Ωを正常化したことで、設計値電流80mA相当が得られた。
→この電流を次段の2SA1680ペアへ給電出来たことで初段~次段部・定電流部が正常に至り、出力段も正常(オフセットが1.1mV)に
 至ったという現状になります。

> ・まだ行方不明電流があり、A950付近の電圧はおかしい
→ぺるけさんの仮説が正着ということかと。

∵「もし、5.6Ωの接触が悪くて80mAではなく30mAしか流れていないとします。」
 →拙基板では5.6Ωが異常値となって、 0.44V/15.8Ω≒29mAとなります。

∵「その30mAはすべて右側の2SA1680+220Ωにまわされ」「左側の2SA1680にまわせる電流は全くありませんから、コレクタ電圧は
 限りなくマイナス電源電圧に近い値(-7.59V)になります。」「すべてが矛盾なく説明できます。」
 →ぺるけさんの仰るとおり、左側2SA1680の電流不足(右側のみに給電された(行方不明ではなく))に陥ったということかと。
 

Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:tak  投稿日:2018年 5月31日(木)18時05分47秒
  話が食い違っているような気がします。

・バチッといっておかしくなった時点で、A950を正常な左と取り換えた

・それでも出力に -227mVが出てしまう。行方不明電流の指摘をうけた
・5.6Ωがおかしいので取り換え オフセット電圧は1.1mVに改善された
・まだ行方不明電流があり、A950付近の電圧はおかしい

以上が現状と思いますが、勘違いがありましたらごめんなさい。

 

re:RE:Re:Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:haru7189  投稿日:2018年 5月31日(木)18時03分14秒
編集済
  ぺるけ様 flip-flop様

いろいろとご面倒をおかけしてすみません。

拙基板の2SA950-Y端子間短絡による障害発生の動機的原因について、ご教示いただいたことを基に
実物で当たってみました。

・一番の可能性は、5.6Ωのエミッタ接続リード~V-に誤接触というのが大です。
 5.6Ωの斜め方向2.5目ほどの位置に4.7kΩのV-接続リードがあり、テスタ棒の露出部(長さ:3目)が
 届きました。

・5.6Ω~2SA950-Yエミッタ間は1目ですが、トランジスタのリードがモールドの真ん中位置にあるため、
 よほど意識して接触しない限り短絡は無さそうです。 ⇒それなのに、3端子間と短絡したなどと思い
 込みした浅はかさを後悔しきり。

・また、5.6Ωの別方向2.5目ほど先に2SA1680のコレクタはありますが、この方向へテスタ棒を向けることは
 あり得ませんし、短絡したとしても白煙が出るまでには至らないと思っています。

・5.6Ω周辺のテスタ棒露出部(長さ:3目)圏内には上記3個の部品リードが有るだけです。
 基板面のジャンパ線は5.6Ωリードと短絡することは無いといえます。

・さらには、GND接続(基板面露出)のジャンパ配線及び部品リードはありません。

対象品の2SA950-Yは、ぺるけ様宛てに郵送手配を済ませています。(遅くとも明後日着のはず)
ここには5.6Ω抵抗器も同封しましたので、鑑定など宜しくお願いします。
 

完全にイッテいるのでは?

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2018年 5月31日(木)17時20分28秒
編集済
  2SA950のVBEが0.57Vで正常かつ定電流機能も生きていて、VCEも生きていないとこの電圧にはなりませんから、死んではいないと思いますよ。
私のシナリオは2SA950が生きていないと成り立ちません。
完全にイッテいたら私の推理は不可能で、回路の各部が測定された電圧になるような別のシナリオが必要になります。
そういうシナリオがあるなら、私にとっては目から鱗ですので是非聞きたいです。



 

パチッという音の正体

 投稿者:flip-flop  投稿日:2018年 5月31日(木)16時18分10秒
  5.6Ωを使った定電流回路のベースには100μFのケミコンがあります。
パチッという音の正体は100μFの充電電流で、瞬間的には数AがA950のベースに流れたのではないかと思われます。
(100μFの充電電流を規制するのはA950のベース内部抵抗しかない)

多分、完全にイッテいるのでは?
 

2SA950のB-E間逆電圧

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2018年 5月31日(木)11時57分42秒
編集済
  5.6Ωの下端がマイナス電源との間でショートした場合、B-E間には10V~13Vの逆電圧がかかったと思います。
トランジスタは、B-E間の逆耐圧は定格表記で5Vくらい、現実的には10Vかそこいらです。
これがかかると、完全に破壊しませんがhFEが極端に低下して元に戻らなくなります。
その2SA950のhFEは元々300前後なのですが、どれくらいなのかはとても興味があります。

念のために交換するにしても、できるだけきれいに取りはずしてhFEを確認してみてください。
私は6:4で生きているのではないか思っています。
お持ちのテスターにhFE測定機能がないのでしたら、お手数でも送ってくただけるとありがたいです。
結果をここで公開したいと思います。
 

謎解き

 投稿者:flip-flop  投稿日:2018年 5月31日(木)10時28分6秒
  ・パチッと音がして白煙が上がり、2SA1950が壊れた
・2SA1950エミッタの5.6Ω抵抗器が”15.8Ω”に変化

を発生させるには、
1、2SA1950の端子間ショート(B-E/E-C/B-C)では120mAmaxで何も起きない
2、大電流経路は直接GND/or V-のみ。

さらに、
3、5.6Ω抵抗のすぐそばをV-配線が走っている。
4、5.6Ω抵抗の電圧を見ようとしていたのでA1950のベース側は遠い

以上より、
・5.6Ωのエミッタ側をV-とショートし、白煙が上がった
・A1950のB-E間逆電圧ブレークダウンでA1950も破壊

と推測されます。
 

RE:Re:Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:haru7189  投稿日:2018年 5月30日(水)17時37分14秒
編集済
  各位

拙ミニワッターpart5 15V版製作上のミスに対し、なにかとお力添えをいただき感謝申し上げます。
おかげさまで良好な結果が出ました。

1)原因
・2SA1950エミッタの5.6Ω抵抗器が”15.8Ω”に変化していた。(基板組込み前に約5.6Ωを確認済み)
 測定値より0.44V/15.8Ω≒29mAとなるので、設計値の0.34V/5.6Ω≒61mAの半分しかない。
・このため、2SA1680差動回路へ十分な電流を供給できない。
・5.6Ω抵抗器異常に至る背景は、以下のようになると考える。
 2SA1950のベース側が1.01Vであったので、同トランジスタの3端子間短絡ミスにより、
 1.01V^2/5.6Ω≒0.18Wとなり、同抵抗器の1/4(0.125)Wを超過した。

2)対策と結果
・L側の5.6ΩをR側へ移植。
・この対策により、R側のスピーカ出力が1.1mV程度(設計値)になった。
 また、各部位の電圧(緑色文字)は添付図のとおりとなり、正常範囲にあると判断したい。
 ※設計値と異なる電圧値の部位があります。
 電源電圧の相違と部品の偏差があるので、許容内と判断ししたい。
・仮設のスピーカを接続して、きれいな音の出ていることを確認。

3)皆様のご教導に感謝
・ぺるけさんの5.6Ωに係るご仮説の的確さ(まさにお見通し)には驚くばかりです。
・さらに、 flip-flop さんの抵抗器トラブルのご教示(まさにお見通し)にも。
・フルデジタルさん、かつさんのアドバイスなどもトラブル対策で大変に参考になりました。
・このたびのトラブル(身から出た錆である)では、
 本掲示板の有難さと、回路を考える(自分なり)ことの大事さを感じました。
 良い経験(生みの苦しみも)をさせていただきました。

4)交換用部品の頒布依頼
 ぺるけさんへ交換用部品の頒布依頼メールを別途お送りしますので、宜しくお願いします。

皆様、本当にありがとうございました。
 

Re:Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:haru7189  投稿日:2018年 5月29日(火)20時00分5秒
編集済
  ぺるけ様、flip-flop様、フルデジタル様、かつ様 (時系列にて)

本掲示板でいつも敬服しながら拝見している皆様から身に余るご教導をいただき厚く御礼申し上げます。
この先は、スキルの低い自分に出来そうな処から調査(余分配線(ランド間短絡を含む)についても実施する)し、徐々に回路の動作を考えながら通電調査へ進めて行こうと考えております。
このようなことで、段階的に結果報告をさせていただきますので、都度ご教示などをいただきたく宜しくお願い致します。

まずは御礼まで。
 

Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2018年 5月29日(火)17時58分22秒
編集済
  記載されている範囲の電圧を見ると、初段と負帰還ループは正常に機能しているように思います。
2SA1680も2SA950も出力段も、いずれのトランジスタも正常のように感じます。
正常だと考えるとつじつまが合うからです。
それに、トランジスタの異常はほとんどのケースで、「ショート」または「オープン」ですが、いずれを仮定してみても説明できるシナリオがありません。
むしろ、2SA1680の差動回路のあたりで何か問題が起きたにもかかわらず、初段差動回路は負帰還を通じてなんとかスピーカー出力を0Vにしようと努力している感じがします。
しかし、力及ばずで0Vに近づいてはいるが-0.227Vになっている。
そのため、2Sk170のゲート電圧は0.227Vもの差が生じており、ドレイン電圧に極端な差が生じているのは負帰還が機能している証拠です。
何かが足を引っ張っている感じがしてなりません。

5.6Ωの両端が0.44Vというのが正しいとして、そこに80mAが流れていると考えるとすでに指摘があるようにたちまち矛盾が生じます。
余った電流がどこを流れているか・・・とさがしてみてもそんなルートは見当たりません。
ということは「80mAではない」と仮定してみます。
5.6Ωの接触が不完全であれば大いにありうることだからです。
基板が裸のときはかろうじて接触していて、組み込んだら接触が不完全になって5.6Ωではなくなった・・・そんな単なるハンダ不良ならこの掲示板で何度でも起きています。

もし、5.6Ωの接触が悪くて80mAではなく30mAしか流れていないとします。
回路全体はスピーカー出力を0Vにしようと努力していますので、その30mAはすべて右側の2SA1680+220Ωにまわされます。
しかし、30mAではまだ足りていません。
左側の2SA1680にまわせる電流は全くありませんから、コレクタ電圧は限りなくマイナス電源電圧に近い値(-7.59V)になります。
これで、すべてが矛盾なく説明できます。

というのが私の仮説です。

 

トラブルシューティングと部品の故障モード

 投稿者:flip-flop  投稿日:2018年 5月29日(火)16時44分7秒
編集済
  私の場合、
1、電源が正常か?:電圧、電流を確認
 (この時、異常に発熱している部品はないかをチェック)
2、全部品の端子電圧を回路図に記入
 同じ所だから、と端折らないで必ず部品の端子で見ること。
 これで回路図通りに接続されているかが分かる。
3、回路に流れている電流をチェックし、回路図に記入
 抵抗の両端電圧で電流が分かります。
 これで設計通りに電流が流れているかが分かる。
4、回路図を眺めて原因を推測する。(上記の2と3で大抵は判明する)
5、分からない場合は「ここを変えたらこうなるはずだ」と予測を立ててから
  怪しい所を変更してみる。→この変化の様子で何が起こっているかを考える。

haru7189 さんの場合、流れる電流を追跡するとかつさんの指摘のように49mAが
2SC3422のベース電流になるので、エミッタ電流118mAとの差分69mAが2SC3422のコレクタ電流になる。
つまり、2SC3422のhfe=69/49=1.4です。

以上は回路図通りに現物が接続されていると仮定しての話ですので、
上記の2と3の手順でまずは現物の見直しをすることをお勧めします。


(追記)
経験からすると、トランジスタがhFE=1になる故障モードには遭遇したことがありません。
(ショートモードか、断線が圧倒的に多い。)
抵抗に過負荷を掛けて抵抗値が10Ωから18Ωになったことはあります。
つまり、5.6Ωが12Ωになることは十分予想される故障モードですね。
 

Re:基本を守らなかった報い

 投稿者:かつ  投稿日:2018年 5月29日(火)14時39分32秒
  2SC3422のコレクタがオープンなら、電流値の計算が合わないですよね。
hFE=3 ぐらいなら計算が合いそうな。
もし、コレクタとエミッタの逆接をすれば、それくらいになるかも知れません。

2SA950 の CE逆接なら、ベース電流が増えてコレクタ電流が減るから、それに近くなるかな、とも
思いますが、これの逆接 hFE は 10くらいあるのが普通だから、微妙な気もします。

どっちにしろ「接続が確かであると仮定するなら」、2SA950 に流れこんだのが 78mA くらいで、
220Ωに流れている電流が 30mA くらいなんだから、48mA が何処かに消えている事になりますw

電流が消える訳はないので、何処か半田付け不良か接続が間違っている、しかないですね。
 

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