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6 A47

A47と呼ばれているヘッドホンアンプは，出力電流を増やすために，通常の増幅段の出力と，その出力から入力をとるボルテージフォロワの出力を抵抗で合成して出力するものです．原回路は，http://www.headwize.com/projects/showfile.php?file=apheared_prj.htmのようです．この回路は，OPA2604のデータシートに記載されており， 40Ωの負荷に対して，2Vの出力が取り出せるとあります．

今回試作した回路を，図138に示します．

**図 138:** 試作したA47アンプの回路図
$\begin{figure}. % \end{figure}$

原回路では，ゲインを決める抵抗に4.7kΩと10kΩを使用していますが，今回はChu Moyアンプと同様に1kΩと2.2kΩを使っています．帰還回路のインピーダンスが低いほど，浮遊容量の影響を受けないからです．また，OPA2134で非反転増幅器を構成するときには，帰還抵抗の並列合成抵抗を2kΩ以下にするよう推奨しています．同相入力によってオペアンプ入力段のFETの接合容量が変化し，それが歪みとなるからです．

**図 139:** A47アンプ基板
$\begin{figure}.\hfill.\par % \end{figure}$

6.1 特性

電源は， $\pm$ 4.5Vで動作させました．

6.1.1 ボルテージフォロワを使用しない場合

まず，R5を取り去り，IC1Aのみで動作させました．

負荷を変えた場合の出力電圧対歪率特性を，図140, 141に示します．

**図 140:** 負荷を変えた場合の出力電圧対歪率特性
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/single_dist.ps}$

**図 141:** 各周波数ごとの負荷を変えた場合の出力電圧対歪率特性
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/single_dist_RL.ps}$

出力に抵抗が入っていないChu Moyと比較すると，負荷が重くなるにつれ，最大出力電圧が下がります．同じ出力電圧における歪みは，大差ありません．

負荷抵抗の違いによる周波数特性を図142に示します．

**図 142:** 負荷を変えた場合の周波数特性
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/single_freq_RL.ps}$

無負荷時のピークは，Chu Moyよりも大きくなっています．負荷が重くなったときの高域の低下も，Chu Moyより大きくなっています．

残留雑音は，以下のとおりです．

600kHz	80kHz	30kHz	A特性
22.1 $\mu$ V	8.2 $\mu$ V	5.2 $\mu$ V	3 $\mu$ V

68Ω負荷時の方形波応答を，図143に示します．

**図 143:** 方形波応答(左 100kHz，右 100kHz, CL=1000pF)
$\begin{figure}.\hfill.\par % \end{figure}$

容量負荷時にわずかにオーバーシュートが生じますが，すなおな波形です． 0.022 $\mu$ Fまでの容量負荷に対して発振しませんでした．

6.1.2 ボルテージフォロワを追加した場合

負荷を変えた場合の出力電圧対歪率特性を，図144, 145に示します．

**図 144:** 負荷を変えた場合の出力電圧対歪率特性
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/double_dist.ps}$

**図 145:** 各周波数ごとの負荷を変えた場合の出力電圧対歪率特性
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/double_dist_RL.ps}$

ボルテージフォロワを使用しない場合にくらべて，負荷が重くなったときの最大出力電圧が増えています．また，10kHzの歪みが約1/2に減っています． 1kHzの歪みも減っています．最大出力電圧は，Chu Moyよりも少し高くなっています．

負荷抵抗の違いによる周波数特性を図146に示します．

**図 146:** 負荷を変えた場合の周波数特性
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/double_freq_RL.ps}$

ボルテージフォロワを使用しない場合と比べて，高域が伸びていますが，無負荷時のピークも大きくなっています．

残留雑音は，以下のとおりです．

600kHz	80kHz	30kHz	A特性
22.9 $\mu$ V	8.5 $\mu$ V	5.3 $\mu$ V	3.3 $\mu$ V

68Ω負荷時の方形波応答を，図143に示します．

**図 147:** 方形波応答(左 100kHz，右 100kHz, CL=1000pF)
$\begin{figure}.\hfill.\par % \end{figure}$

傾向は，ボルテージフォロワを使用しない場合と同様ですが，高域が伸びている分だけ，オーバーシュートが鋭くなっています． 0.022 $\mu$ Fまでの容量負荷に対して発振しませんでした．

6.1.3 まとめ

比較がしやすいように， Chu MoyとA47のシングル(ボルテージフォロワなし)とダブル(ボルテージフォロワあり)の歪率特性を同じグラフ上に描きました(図148，149)．

**図 148:** Chu MoyとA47の歪率の比較(RL=68Ω)
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/A47_dist_comp_RL68.ps}$

**図 149:** Chu MoyとA47の歪率の比較(RL=33Ω)
$\includegraphics[scale=0.8]{A47/A47_dist_comp_RL33.ps}$

負荷が68Ωの場合は，最大出力電圧は，Chu MoyとA47のダブルでほとんど違いがありません． 1kHzでは，A47のダブルがわずかに歪率が低くなっています．それより低いレベルでの差は，残留雑音の違いによるため，本質的なものではありません． 90Hzでは，残留雑音のみで，歪みは計測できていません． 10kHzでは，A47のダブルの歪率が顕著に低く， Chu MoyとA47のシングルではほとんど違いがありません．

負荷が33Ωの場合は，最大出力電圧は，わずかですがA47のダブルが高くなっています． 1kHzでは，A47のダブルの歪率がはっきりと低くなっているのがわかります． 90Hzでは，残留雑音のみで，歪みは計測できていません． 10kHzでは，A47のダブルの歪率が顕著に低く， Chu MoyとA47のシングルではまったくといってよいほど違いがありません．

6.2 位相補償

工事中．

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Ayumi Nakabayashi
平成25年12月30日