TR　2SA1007A-2SC2337A

パワーアンプ兼パワーＩＶＣ

・こんな感じ。 ・極普通。不完全対称型。 ・このところのパワーアンプ兼パワーＩＶＣと同様に、２段差動アンプによる電流ドライブのプッシュプルフォロア出力段。 ・２電源でシンプルに。 ・終段のアイドリング電流は素子当たり２００ｍA、パラで４００ｍA。 ・位相補正は５ｐＦで可だが、倍の１０ｐＦにしておく。
・そのゲイン-周波数特性。 ・負荷を４Ω、８Ω、１６Ω、３２Ω、６４Ω、１００ｋΩ（負荷オープン相当）としたパラメトリック解析。赤のオープンゲインと青のループゲインは、下から負荷が４Ω、８Ω、１６Ω、３２Ω、６４Ω、１００ｋΩの場合。緑はクローズドゲイン。 ・赤のオープンゲインは、４Ω負荷時６６．９ｄＢ、８Ω負荷時７２．４ｄＢ、１６Ω負荷時７７．５ｄＢ、３２Ω負荷時８１．９ｄＢ、６４Ω負荷時８５．４ｄＢ、１００ｋΩ負荷時９１．３ｄＢ。 ・青のループゲインは、４Ω負荷時４０ｄＢ、８Ω負荷時４５．６ｄＢ、１６Ω負荷時５０．７ｄＢ、３２Ω負荷時５５．１ｄＢ、６４Ω負荷時５８．６ｄＢ、１００ｋΩ負荷時６４．５ｄＢ。 ・緑のクローズドゲインは２６．８ｄＢ。 ・良さ気。 ・パワーIVC動作時のゲイン-周波数特性は、これまでの経験からこれと同じと考えられるので、ミドルブルック法による測定は省略。
・１．４Ｖｐ−ｐ１０ｋＨｚ正弦波を入力し、各部の動作を観る。
・一番下が出力電位と終段上下パワートランジスタそれぞれのパラのコレクタ電流値。 ・電圧推移のピークが±３１Ｖ弱だが、前段電源を終段電源と共用した±３５V電源なので、この辺が出力限界。 ・下から２番目はその際の２段目差動アンプの電流値。何も問題はないが正弦波としてはゆがんでいる。ＮＦＢアンプなので、こうやって上手く出力を入力に相似にしているのだろう。 ・上から２番目が、終段プッシュプルドライバーのコレクタ電流値の推移。１番上が終段パワートランジスタのパラのベース電流値の推移。トランジスタはベース電流で動くということが良く分かる。
・±１．３Ｖｐ−ｐ１０ｋＨｚ方形波応答を観る。 ・負荷を４Ω、８Ω、１６Ω、３２Ω、６４Ω、１００ｋΩ（負荷オープン相当）とした場合のパラメトリック解析。
・１番下が出力波形だが、当然どの負荷でも同じ応答。 ・下から２番目はその場合の終段上下パワートランジスタのそれぞれパラの合計コレクタ電流波形。どちらも電流値が大きい方から負荷が４Ω、８Ω、１６Ω、３２Ω、６４Ω、１００ｋΩの場合。 ・出力波形にはオーバーシュートもアンダーシュートもないが、終段パワートランジスタのコレクタ電流波形にはオーバーシュートとアンダーシュートがある。これはＣｏｂ等の電極間容量の充放電速度不足による高域でのバイアス電圧増に伴う貫通電流だが、上下パワートランジスタのベース間にバイアス回路同様な低インピーダンスの電圧源を入れる（Ｋ式でいう完全プッシュプル・ドライバー）か、１ｕＦ程度のＣ（高域でインピーダンスが下がる）を入れると消せる。 ・が、代用モデルの２SA19４３のCobは３６０ｐF、２ＳＣ５２００のＣｏｂは２５０ｐＦなのに対して、実際には２５０ｐＦと１５０ｐＦのものを起用する。よって、このオーバーシュートとアンダーシュートはもう少し小さくなるし、この程度なら問題ないので省略。実際そんな高周波はオーディオアンプに入力されることはないし、それが故かＫ式でも電池式ＧＯＡ以降無視されている。 ・上から２番目がこの場合の終段プッシュプルエミッタフォロアドライバーのＱ１２とＱ１３のコレクタ電流の推移。１番上の図がその際に終段パワートランジスタの上下それぞれのパラのベース電流の推移。 ・上から２番目の図で、方形波の立ち上がり、立下り時に、プッシュプルの上側と下側のトランジスタに急激なパルス電流が流れている。１番上の図で、同じタイミングで終段パワートランジスタのベースにパラでほぼ同量のパルス電流が流れている。 ・トランジスタだから、コレクタ電流を流すためにはベース電流を流さなければいけないが、それは方形波が定常状態になった時の電流が必要な電流値。立ち上がり、立下り時のパルス電流は終段上下パワートランジスタのCob等の充放電電流。
・上下パワートランジスタのベース間に１ｕＦ程度のＣを加えると、本当にパワートランジスタのコレクタ電流波形のオーバーシュート、アンダーシュートを消せるのか観る。
・消えた。 ・こんな簡単なことで消えるなら、面倒で微妙な“完全プッシュプル・ドライバー”など不要だったのではないか、と思えるが、ＤＣから高域まで同一動作をする“ＤＣアンプ”としては、ここにＣを入れるわけにはいかない、ということだったのかな。 ・ところで、方形波の立ち上がり、立下り時に終段パワートランジスタのベースに流れるパルス電流の量だが、MOS-FET パワーアンプ兼パワーＩＶＣやＳＩＴ（Ｖ−ＦＥＴ） パワーアンプ兼パワーＩＶＣのそれに比べるとかなり多い。 ・何故か？ ・知らない。
・パワーＩＶＣ動作時の方形波応答を観る。 ・入力は±３ｍＡｐ−ｐ１０ｋＨｚ方形波。 ・負荷を４Ω、８Ω、１６Ω、３２Ω、６４Ω、１００ｋΩ（負荷オープン相当）としたパラメトリック解析。
・結果はほぼ同じだが、一番下の図の出力波形、下から２番目の図の上下パワートランジスタのコレクタ電流波形の立ち上がりと立下りに多少のオーバーシュートとアンダーシュートがある。が、コレクタ電流波形のオーバーシュートとアンダーシュートのピークは、出力波形のピーク以上に大きい。 ・出力波形のオーバーシュートとアンダーシュートの原因は初段Ｊ１のゲート抵抗なのはこれまで作ったパワーアンプ兼パワーＩＶＣと同じで、そのゲート抵抗を短絡すれば消える。が、そうしても上下パワートランジスタのコレクタ電流波形の立ち上がりと立下りに多少のオーバーシュートとアンダーシュートは消えない。 ・上から２番目がこの場合の終段プッシュプルエミッタフォロアドライバーのＱ１２とＱ１３のコレクタ電流の推移。１番上の図がその際に終段パワートランジスタの上下それぞれのパラのベース電流の推移。 ・上から２番目の図で、方形波の立ち上がり、立下り時に、プッシュプルの上側と下側のトランジスタに急激なパルス電流が流れている。１番上の図で、同じタイミングで終段パワートランジスタのベースにパラでほぼ同量のパルス電流が流れている。 ・この辺はパワーアンプ動作時に同じ。
・上下パワートランジスタのベース間に１ｕＦ程度のＣを加えると、どうなるだろう。
・残念ながら、一番下の図の出力波形、下から２番目の図の上下パワートランジスタのコレクタ電流波形の立ち上がりと立下りに多少のオーバーシュートとアンダーシュートがある。 ・が、コレクタ電流波形のオーバーシュートとアンダーシュートのピークは、出力波形のピークと同様な程度に小さいものとなった。 ・こうしておけば、Ｊ１のゲート抵抗を短絡してゲートをアースに落とせばこれらのオーバーシュートとアンダーシュートは消えるだろう。
・本当か？
・本当だ。
・電流注入法で出力インピーダンスを観る。
・低域で３７．３ｍΩ、１００ｋＨｚで４８ｍΩ。 ・ゲイン-周波数特性が近く、同じく五極管特性のＭＯＳ−ＦＥＴを起用した２ＳＪ４９−２ＳＫ１３４ パワーアンプ兼パワーＩＶＣと同程度。が、１００ｋHzでの出力インピーダンスはこちらの方が小さい。何故か？ ・知らない。
・歪率を観る。
・負荷８Ωの場合も４Ωの場合も１ｋHzと１０ｋHzの歪率がほぼ同じのため、それぞれ１本の線のように見えている。 ・１００ｋHzの歪率は負荷８Ωの場合も４Ωの場合もそれらより大きいが、案外小さい。１００ｋHzのループゲイン≒NFB量は１０ｋHz以下の周波数より概ね２０ｄB小さい、即ち概ね1/10なので、歪率は概ね１０倍になるはずだが、数倍又は同程度に収まっている。 ・何故か？　知らない。 ・これからすると歪率０．１％台以下では８Ω負荷で６０W、４Ω負荷では１１０W程度の出力が得られる。 ・歪率１％以下を許容すれば、８Ω負荷では６４Ｗ、４Ω負荷で１２８Ｗ程度の出力が得られるようだ。 ・なお、パワーＩＶＣ動作時の歪率をシミュレーション測定していない。これまでの経験からするとパワーアンプ動作時と同じだろう。
・アンプ部基板。
・保護回路部基板。 ・回路はK式より借用。

・回路はこう。シミュレーションの通りだが、 ・終段パワートランジスタ―には何気にＮＥＣの２ＳＡ１００７Ａ−２ＳＣ２３３７Ａを起用。 ・終段のバイアス回路は現物に合わせて調整後の定数。これで終段のアイドリング電流を各素子２００ｍA、トータル４００ｍAに調整。 ・電源部は、ＭＯＳ−ＦＥＴ ２ＳＪ４９−２ＳＫ１３４パワーアンプ兼パワーＩＶＣと同じく、ＳＩＴ（Ｖ−ＦＥＴ） ２ＳＪ２０Ａ−２ＳＫ７０Ａパワーアンプ兼パワーＩＶＣの電源部を活用。２電源だから当然±５５Vは使用しない。

・筐体組み。 ・ケースはタカチのＯＳ１１５−３２−３３ＢＸを新調。 ・放熱器はジャンクボックスに眠っていたフレックスのＴＦ１３１０Ａ２。 ・ケースのサイドに収まるように、２台のTF1310A２を中央でフィンを重ね、放熱器のフィンの短い方の上下に、ケースの前後パネルのフランジに結合するための１．５ｍｍ厚１５ｍｍ×１５ｍｍのＬ字アングルを取り付けて２台の放熱器を連結する。 ・そして、OS１１５−３２−３３BXの支柱の上下のL型金具の短い方を、TF1310A２の外側とする長い方のフィンのあたりで前後連結バーで繋ぐと、うまい具合に放熱器サイドユニットとなる。
・放熱器サイドユニットと前後パネルを結合して、
・基板を吊り下げ、裏返して、所要の調整をしつつ配線作業をすれば、
・出来上がり。
・早速音出し。 ・右上が今回のパワーアンプ兼パワーＩＶＣ。 ・良いね。 ・心に染みる、ずっと聴いていたい音を出す。
・タツローの奥さん。相変わらず頑張っている。 ・歳を重ねるとともに、相応しい詩を作り歌う、稀有な人。 ・CD品質だが音は良い。姿が浮かぶ。
・これもCD品質だが音は良い。 ・ピアノとボーカルのみだが、どちらも良い。 ・優しさに癒される。
・良い録音。 ・音が生きている。 ・近ごろの優秀録音はなかなかだ。
・空気感が変わる。 ・深い空間に奥深いパイルオルガンの荘厳な響き。 ・心で聴く。
・心で聴き、心で感じる。
・マーラーの魂がさまよう。 ・言うべき言葉なし。
・BILL EVANSの魂がさまよう。 ・心で聴き、心で感じる。 ・のは、ジャズも同じ。 ・素晴らしい。
・ので、もうひとつ。 ・水戸芸術館でのライブ。 ・演奏、録音とも最高。
・レコードも聴く。 ・パワーＩＶＣ動作。 ・石川さゆり。何とも素晴らしい。 ・流石だ。 ・演奏、録音も実に良い。 ・レコード。止められない。

・「V-FETパワーアンプとＭＯＳ−ＦＥＴパワーアンプの２度にわたる個性音のダメージを受け、さらにＲＥＴ（リングエミッタートランジスター）パワーアンプによる決定的ダメージの付録までついてから、これらのパワー素子を悪夢のパワー素子と呼んできた。」（Ｎｏ．１３５） ・EBT（エミッタ―バラストトランジスター）とＲＥＴ（リングエミッタートランジスター）は設計思想、構造が同じ。“悪夢のパワー素子”？ ・が、この２ＳＡ１００７Ａ-２SC２３３７A パワーアンプ兼パワーIVCの音には何のダメージもない。２ＳＡ６４９−２ＳＤ２１８ バッテリードライブ不完全対称型パワーアンプ兼パワーＩＶＣに勝るとも劣らない。

２０２０年６月５日

メンテナンス

・２段目差動アンプの動作電流は、実測でトータル１１ｍＡ〜１２ｍＡ。設計通り。電流負荷なトランジスタ出力段に対応した設定。 ・従って、２段目差動アンプのカスコードＴＲ２ＳＡ６０６（ＴＲ６）の損失はそれなりになる。 ・それを抑えるために、そのコレクタ側にツェナーダイオード０５AZ２４-Yを挿入している訳だが、この際その０５AZ２４-YをＲＤ３３Ｆ−Ｂ２に交換。 ・ＴＲ６の損失をＴＲ７並みに抑え一層の長期安定動作を図る。

・今や音源はクラウド。 ・幸い音も良い。

２０２０年８月１日

メンテナンスその２

・特段のメンテ項目はないが、この際、オシロで位相補正が適正かどうかを観る。
	10pF 10kHz 横軸20uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv
・位相補正は１０ｐF。 ・先ずは１０ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・輝線に何かまとわりついているが、観測環境のせいなのでそれは無視。 ・出力波形には、立上り時のオーバーシュートと立下り時のアンダーシュートが出ている。
	10pF 100kHz 横軸2uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv
・次に、１００ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形に、立上り時のオーバーシュートと立下り時のアンダーシュートが出て、それが折り返してピークが上下に３波ほどのリンギングになっている。 ・この程度ならまずまずの範囲だが、リンギングが３波は少し多いとすれば、位相補正を少し増やしても良いかも知れない。
	15pF 10kHz 横軸20uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv
・位相補正を１０ｐFから１５ｐFに変更。 ・１０ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形に、立上り時のオーバーシュートと立下り時のアンダーシュートはなくなった。が、肩部分に何かありそう
	15pF 100kHz 横軸2uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv
・１００ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形に、立上り時のオーバーシュートと立下り時のアンダーシュートはない。が、立ち上がり時にはピーク２つのリンギング、立下り時には下がり切らないうちに折り返すといった僅かなリンギングがある。 ・いにしえの教本では、この場合のように、オーバーシュートが１波程度あるように調整するのが妥当であるとされていたから、これなら教義に従った方形波応答だ、
	20pF 10kHz 横軸20uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv
・試しに位相補正２０ｐF。 ・１０ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形に、オーバーシュート、アンダーシュートはない。
	20pF 100kHz 横軸2uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv
・１００ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形に、立上り時のオーバーシュートと立下り時のアンダーシュートはない、滑らかな応答になっている。が、僅かにゆるいリンギングがある。 ・これはちょっと位相補正が効きすぎのようだ。
・ＬＴｓｐｉｃｅのパラメトリック解析で、位相補正Ｃ１＝１０ｐＦ、１５ｐＦ、２０ｐＦでの１００ｋＨｚ方形波応答を占ってみよう。
・位相補正１０ｐＦでは、オーバーシュート、アンダーシュートとともに、３波ほどのリンギングがある。 ・位相補正１５ｐＦでは、オーバーシュート、アンダーシュートが無くなったように見えるが、良く観ると僅かなオーバーシュート、アンダーシュート、リンギングがあることが分かる。 ・位相補正２０ｐFでは、オーバーシュート、アンダーシュート、リンギングもなく、良好な応答波形だ。が、肩がなまったと言えばそう。 ・位相補正は１５ｐFにしよう。
・位相補正C１０ｐFを１５ｐFに交換。
	15pF 10kHz 横軸20uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv　負荷８Ω
・参考までに、８Ω抵抗を負荷にした場合の方形波応答。 ・１０ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形には、立上り時のオーバーシュートも立下り時のアンダーシュートもないが、多少のリンギングが出ている。 ・そのリンギングは、入力波形にも出ている。８Ω負荷で観測すると必ずこうなるのだが、必然なのか、オシロのせいなのか、プローブの付け方が悪いのかな？
	15pF 100kHz 横軸2uSdiv 縦軸下0.05Vdiv 上1Vdiv　負荷８Ω
・同じく、１００ｋHｚ方形波応答。 ・下が入力波形で上が出力波形。 ・出力波形には、立上り時のオーバーシュートも立下り時のアンダーシュートもないが、多少のリンギングが出ている。 ・入力波形の方は何故こうなるのか、良く分からない。
・ということで、全回路図はこう。 ・位相補正C5が１５ｐFになっただけ。
・位相補正容量を１０ｐFから１５ｐFに変えて音は変わるか？
・毎度ながら、ちっとも変わらない。 ・我が耳の至らなさだけは良く分かる。（爆） ・が、音は良い。

２０２３年１１月２３日