オペアンプでSEPPをドライブする回路は uA709登場時からのboosterであり歴史は50年にはなる。1968年には μA741が登場。
op amp boosterで検索すると 超沢山の回路がでてくる。
回路としては枯れている。
1980年公開のdata sheet.
Op Amp Booster Designsと検索するとでてくる。有名なのをup(1980、1981頃に技術確立)
LF412MH-National-Semiconductor.pdfをダウンロード
High_Power_Booster_Circuits.pdfをダウンロード
linear_tech_opamp_booster_stage.pdfをダウンロード
linear_tech_opamp_booster_stage_2.pdfをダウンロード
REN_r13an0008eu-op-amps_APN_20200702.pdfをダウンロード
Diが入っているのは1970年の英語圏技術。
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上図では真空管を使っている。
黑川達夫氏はこう説明している。
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こういう回路も落ちていた。
「信号ラインにL2が入っているのでL2を通る信号は進む。 R27を通る信号は進まない」ので合算された信号は ヘボイ音にはなりさがる。 ??と思うのであれば 自分で数式表現してみれば理解できる。
「信号が LとCによって相への影響がでる」ことを知らぬ間抜けには NFBはむりだ。
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「オペアンプ カスケード接続」は 公開されている回路を真似ても動作しないことが多い。動作しないので電圧測定すると 「これじゃ動作しないわ、、、」になって痛い目にはあってきた。 「非反転+非反転」のカスケードは少し工夫が必要。
op amp boosterでは、小さい電圧ゲインでの回路が主流なので、 電圧ゲイン増を狙って今日は 「オペアンプ カスケード接続 + booster」で考えてみる。
R3とR4は電位中点になるように合わせこむ。
プロダクト検波基板としては
csb455,crb455だと456kHzでのoscが苦しいので、ZTB460を使ってf=456.5kcをoscさせている。
csb456では456kcのoscが困難だったので、ZTB460の出番になった。
下写真は2波搭載のRK-234。
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12au7を乗算デバイスに使った回路案。dc13vで動作する。 oscはlc発振にしてある。バリキャップで可変。バリキャップのQが低いので 可変量を増やすと発振停止する。それで結合C10PFにしてある。Hi-Q VARIを持っていれば33PFあたりまで増やせると思う。
真空管ラジオを多数製作していると気つくが、heptordはノイズが強い。コンバーターノイズと云われているが、3.5MHzで受信させると9R59等のノイズ強さに腰が抜ける。中波ラジオでも6BE6ノイズがバレルので、耳感性のすぐれた人は、VHF同様に3極管でMIXしている。
そこそこの小出力トランジスタアンプの基板を興してきた。自作半導体ラジオのAFをIC からトランジスタ化したいのが起点。 つまり10mV入力程度でフルに鳴るラジオアンプ基板からスタートしている。 5mVで100mWも出ればパワーゲインとしては上出来だ。(ラジオは低周波でのパワーゲインでは80~100dB必要だが、audio amp分野は低周波パワーゲイン 45dBもあれば足りる)
ラジオは受信端の1μV信号をSP端で0.5W程度にする増幅度が必要。
レコード再生もカートリッジ端で1mVくらいはでてくるが、ラジオほどの弱信号は扱わない。(3ケタ違う)
ここは、それなりに力のある方向けの情報site。
教えて君むけではないのでamp回路説明は、刊行本を読めば済む。
2sa1015と2sc1815でまとめた回路のRK-226。
等負荷差動回路ではないので、 差動部の半導体を流れる電流は同値でない。 つまりミラーリングの概念は通用しない。 差動対である必要はゼロ。
dual transistorで作画すると こうなる。 「差動入力+能動負荷」。
rk-233はbar led対応なので、下図のように表現できる。
analog deviceの SSM2210,2220はまだ流通しているので RK-233は deviceを載せ替えた基板にする。差動入力はそこで一区切り。
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DBM(ダブル差動回路)では、バイアス具合によって加算になるか乗算になるかが別れる。これの研究は されていない妙な世界。
差動入力回路を実験すると ゲイン最大値状態では、差分はさほど大きくない。 これも机上理論だけで研究が随分と甘い。
今日は、「トランジスタ式ミニワッター part2」にトーン回路と電圧増幅回路を前置してみた。
・TONE回路は、「トランジスタアンプの設計と製作」からもってきた。
・電圧増幅回路は LTspiceではゲイン 42dB となったので 採用し、実測したら70dBもあった。余剰になるので NFBを30dBも掛ける?????
tone VRの開度具合で 発振モードに飛び込んだり 戻ってきたり。
トーン変化が BASSはゼロ。 TREBLEが4dB。
「C値は誤植???」なのか?? 。オイラが数値間違えたか??
Qが低い感じの変化。
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いつものNF型回路に換える?
明日は、会社に動画撮影屋さんがくるのでその対応。
市販ケースに自作ラジオを入れた作例。
YouTube: SANYO LA1600 homebrew radio just on the case.
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どうやらベースキットの国内販売が閉じたままなのでaliexpressで 電池配置を確認して購入してみた。
バーアンテナサイズが違うので 基板サイズは違ってくる。ネジ穴はまったく同じ。
この赤ケースに合わせた基板を興す。 3vで動くのはLA1260,TA7641くらいだ。LA1600は作例が多いので いまさら 、、の感がある。
「トランジスター式ミニワッター part2 ぺるけstyle 」にトーン回路を入れた。トーン部は、onkyoの古典から持ってきた。
終段からの帰還ラインにトーン回路を入れるのは 先々トライ。
「入力を差動式にした場合、ゲインが机上計算並みにとれるのか?」が 読めないので、現状案はこれ。
作図中の回路
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差動入力でのゲイン算出式を学習中。 ゲインは、通常の1/2と分かった。
差動入力の見本を見つけた。 入口で天側、地側と分けて そのまま電力アンプまで go. 定電流デバイスも入っている。無信号時の差動回路に流れる電流がイコールになるように、セオリーに沿って考えられている。
中華テイストの回路を確認してみた。 テイスト回路は写真参照。
「もしも 本当に 復調動作するなら 部品少ないし、凄いね!!」が起点。
4.7Kの接続が中華テイストを醸し出している。
アンテナ端でのオシロ。受信機でこれほどになるのはレア。
YouTube: direct conversion RX回路: 推奨されていたので、実験したら 不要電波発射器だった。
矢張り、だめですね。もともとが「LC利用の共振回路」なので、中華テイストを体験しました。
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lc共振周波数と振動子の周波数が完全一致すると、その瞬間oscは停止する。 非常にクリチカルなので1秒も停波しない。
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プロダクト検波させるには、充分なスイッチングがmustなので、搬送波は0.5v~1vは入れる。この中華テイスト回路では、信号入力のLC共振を利用しているので、害がある。
4.7K経由で振動エネルギーがLC回路にいき、強調される。(アンテナ端で輻射される)
YouTube: 実験中:two tubes, two IC radio
今日は実験中。
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上動画のベースはこのラジオ基板
1936年には3極管でのsingle ended pp回路案(米国特許になっている)が公開されている。 その頃、日本はどうしてた???。
seppでは 出力トランスタイプ と 出力トランスレス(OTL)タイプの 2通りがある。いま日本では半導体式SEPP OTLが 主流である。
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日本で初めてのトランジスタ seppは1962年発売のtrio tw-30になる。以後sonyも後追いしてきた。1966年には大方のaudio makerから国産アンプが市場投入されている。
この内容は1980年頃の刊行本に載っているので、それを読んだかどうか?。
古本を庫入するゼニを惜しいと思う層が、web 自作 site(理論根拠を学習しないコピー屋)を訪れているのも事実。
1990年以降での 革新的な新技術は 「超3極管接続アンプ」くらいだろう。スピーカーの振動理論で、非科学的観点からのものがぽつぽつと出てくるので、もう伸び代はないようだ。
現行fet デバイスの持つノイズは随分と高く、1974年のトランジスタ製造水準(2sc1815等)に追いついていない。 fetを使うメリットとしてはノイズ増大が挙げられる。
バリミュー管をaudio ampに使って 「さざわざと出力レンジを狭めてご自慢しているsite」もworld wideにある。そのような間抜けにはなりたくないものだ。
動作するかもしれないのを作図してみた。 ダイオード入りなので、LTspiceではシミレーションは多分できない。
エレキジャック NO4ではLA1050ラジオが有名だが、実はこのアンプ回路(2007年公開)も優れている。
写真に写さない部分(差動回路)は、秀逸だ。 「トランジスタ式ミニワッターPart2」ぺるけstyleよりgood.
彼のミニワッター回路よりは、入力信号に対して追従性が高い。そこはノウハウなので、写真にはしていない。
NFBはこの方式(超古典)が、 電圧の押し引きがないので素直に掛ると思う。
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トランジスタ技術 2006年7月号での「実験で学ぶトランジスタ回路設計」も一読はしておきたい。 R値の算出方法。
1970年代の技術書を持っていれば それがベスト。 近30年のものは、70年代古本より記述が浅い。
超古典なsepp ampの回路。Nelson Jones氏の考案。
1970年3月の月刊本に公開されている。ten watt ampと紹介されている。
ご本人はclass_Aと主張。
発展形が Nelson Jones Ultra low-Distortion Class-A Amplifier のようなので、先々経緯を深くみていきたいね。
クロスオーバー対策として current dumper 技術が入りだした頃ですね。
往時のpdf :sepp2.pdfをダウンロード
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class_ABとして紹介されている 1970年7月号。
set current 次第で歪率が変わってくる。 「ダイオードを数本いれた回路よりは音色は柔らかいのが抵抗式の特徴。」。 ダイオードにするとエッジがたつ音に変わるので、音楽の嗜好によってダイオード回路 あるいは 抵抗回路に決める。
「ダイオードにするとエッジがたつ音に変わる」のは1990年代半ばから云われ続けている事実。
部品メーカーごとの音色優劣よりも簡単に判る 「diode vs resistor 」。定電流diodeが人気なので硬めの音になる半導体アンプが主流ですね。
パワーゲインは15dB. 15watt amp. 20W時には歪んでペケ。
「真空管アンプでも、ダイオード(1n4001)経由でsg電圧を掛けるとメリハリがついた音に変わる」のと同じ。
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biasを変化させた時のsepp 動作具合も公開されてた。
、、と設計時のネライ値も判ってくるね。
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平成以降は、ゼロバイアスで6Z-DH3Aを使う回路が主流になったようだ。
昭和9年、西暦1934年の刊行本 Radio Designer's Handbookでは zero biasとされておる。 つまりグリッドリークバイアス はいつから云われだしたのかが定まらずである。 このことは2020年9月30日のblog記事で公開済みだ。
「グリッドリークバイアスによる音の是非は日本の雑誌でも1950年代に論議された」とcosmosの親父さんが云うので、カソードバイアスとの音色差は存在する。 その証にカソードバイアスでのラジオ回路を 公開する。
「違いの判る男はカソードバイアスに移行し、違いの判らぬ者はゼロバイアスに残った」とみることもできる。 ハム音多々でも気にしない修理具合公開しているweb siteがあちこちに診れる。
おまけに、この検波回路は文中の名で呼ばれている。
形而上学的視野ではプレート検波との差分があるようだが、プレート検波にしか見えないオイラはお馬鹿らしい。
sepp ampを自作した時点で非常に謎であった エネルギー変換効率について 考察してみた。
・物理系 たとえば自動車では燃焼エネルギーの10%がタイヤ・路面に伝わる。これは近50年変化ない。元エネルギーの9割は音・熱で捨てている。
・mol表現できるものは、変換効率理論値は70.7%. これも300年変化ない。エネルギーを捨ててはいないが ユークリッド幾何学ではそうなる。
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・オイラ自作 sepp ampの供給エネルギー(E x I)の20%~30%がSEPP端で視れる。これより効率悪いのが 主流らしいことをwebで確認した。
・検索すると上位にくる「とある有名なサイト」では供給エネルギーが 7.6V 60mAと示されており E xI=0.456W. 最低歪出力が0.005W。 効率は1%.
おなじpageには最大出力が70mW . この時100mA流れるのでE xI=0.70W 。となっている。これを算出すると 効率は10%もある。
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有名なAMPでの変換効率も公開されているので、 オイラも先人にならって変換効率5~15%をねらうようにする。 音に変換されないエネルギーは熱になるので地球温暖化に貢献している。
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1997年に人気があって超3結真空管回路はオイラには高圧製作は無理と思っていたら、WEB管理が弟さんに変わって、あの衝撃は忘れない。
Kondara MNU/Linuxも消えてしまい 最終日にはオイラも書き込んだが、もうない。ビジネスとして成功しつつあったのに残念だろう。
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以下、回路。動作???のもある。
完全なコンパチではないので注意。
オイラの興した基板では差動出力はちらほらある。
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sa612では単独信号の出力ピンは5. sa612のpin4単独だと波形が非常に小さい。
YouTube: using csb455 for RF speech processor :first trial.
ne612 pin4から出力を貰っている回路。 sa612は出力pinが違うので動作しない。
455kHzのリミッターはトランジスタ3段。 この部分の回路はrk-154と同じなんだが、今回は増幅度が足らない。 部品配置が違うので、 どうやらそれに起因するのか? 基板が微小リークしているのか?
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同期検波ラジオ群。
YouTube: tda4001 :自作ラジオの入感 1月30日
OP AMP出口では電圧変化は生じないと信じられているのかどうか? 実測すると1V近くアバレることもわかったてきた。
Vccの1/2電位を中心に振幅増幅する(等価回路上 そうなるように設計されている)
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L側が出口波形。
R側が入れた信号波形
・OP AMP出口では抑圧された波形。 上図だとpin6.
COMPされたような波形。
「どうしてこうなるか?」 とWEBで確認していったら入口と出口だけ波形確認しているだけ。中間では波形はおかまいなしがトレンドだった。 それだと技術面ので進展は無理ですね。
左波形(COMPされた波形???)をトランジスタに入れるとそれなりになるのは、どうしてですか?
この疑問は、JF1OZL氏のエミッターフォロアアンプ実験から疑問に思っていた。
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YouTube: op amp 大電流バッファ回路 :「 op amp出口では歪んでいるがTR通過後は綺麗だ」の謎
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それではop amp out側がVccの1/2時では どうなのか?
入口電圧を上下させると出口電圧も変わるので、供給13.5vで半分程度の6.5vに電圧を調整。
op amp入口電圧を上下させても変化はわからん。ちぇんちぇん綺麗な波形でないんですが、yaha教 、「op amp+半導体バッファ」アンプはどうしているのでしょうか?
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op ampではゲインを稼いでは駄目ぽい。 ゲインを15dBに落としてみたらそこそこの波形になってきた。
YouTube: 電流値確認: headphone amp diy
片側で70mAあたりの条件になるよう電流バッファ動作をきめてみた。出力は200mW前後。
先日、TDA7000でのダイレクトコンバージョン受信機製作は記事に上げた。
きょうはラジオIC利用のプロダクト検波(F=455kc)案を考えてみた。 周波数帯を7MHzにすればダイレクトコンバージョン受信機になる。ta7320またはne612利用よりは低信号で復調できる。
同期検波ICなので、DBM(SBM)が内包されている。基板サイズでは50 x54mm程度。
・CSB455あるいはZTB455を利用するが、レゾネーターを接地する発振回路だと復調音が濁る。接地側経由での重畳ノイズも加えてOSCされた音になる。真空管で短波帯OSCさせると判りやすい。
・また負荷をLC共振にすると綺麗な復調音だが、電波で飛んでIFTで受信するので調整がややこしくなる。
このデバイスはそのうちに実験したい。TA7641ラジオ基板はRK-128で領布中。
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