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電流出力アンプを大出力化してみる。

電流出力ヘッドホンアンプを、スピーカーも鳴らせられるように大出力化してみます。

とりあえず負荷インピーダンスは8Ω、出力は1Wで計算してみます。
8Ωの負荷に1Wを供給する為には約2.82Vrmsの電圧振幅が必要です。これはおおむね8Vp-pに相当します。
このとき出力に流れる電流は1Ap-pとなります。先日設計した電流出力アンプでは、このピーク電流の半分をアイドル電流Iidleとすればよいので、これを500mAにすればよいことになります。

このとき、入力信号の振幅が500mVp-pあったとすると、必要な相互コンダクタンスgmは1/0.5=2Sとなります。
エミッタ抵抗REは相互コンダクタンスの逆数で求まるので0.5Ω、E12系列から近い値をとって0.47Ωとします。
このエミッタ抵抗にアイドル電流Iidleを与えるバイアス電圧VREは0.5×0.47=0.235[V]ですが、これは入力信号の振幅の半分と同じか大きい電圧でないといけないので、ここは0.25Vとします。
トランジスタのベース-エミッタ間飽和電圧VBE(sat)を0.7Vとすると、ベースバイアス電圧VBは0.25+0.7=0.95[V]となります。

電源電圧は、出力振幅の8Vの半分に入力信号の500mVと、トランジスタのコレクターエミッタ間飽和電圧VCE(sat)を足した値以上必要です。ここではまだトランジスタを選定していませんからVCE(sat)は具体的に定まっていませんがこれを1Vとすると、
  電源電圧≧8÷2+0.5+1=5.5[V]
となります。但し、これが正負で必要になります。よって、電源電圧は±6Vとします。

トランジスタのベースの見かけのインピーダンスは、エミッタ抵抗REのhfe倍です。
トランジスタ1段のhfeを100とすると、47Ωとなります。
これでは少し小さいので、トランジスタはダーリントン接続とします。そうするとhfeは10000以上を実現できるので、このときのインピーダンスは4700Ωとなります。
ベースバイアス抵抗のコレクタ側をRB1、エミッタ側をRB2としたとき、RB2はこのときのベースの見かけインピーダンスの半分くらいとします。よって、RB2はE12系列から2.2kΩを選定します。
またベースバイアス電圧0.95Vを与えるようにRB1を計算すると、
  RB1= RB2×(6-0.95)÷0.95=11.7[kΩ]
となります。これは18kΩと33kΩを並列にして実現します。

トランジスタのコレクタ損失PCは、おおむね電源電圧×アイドル電流と考えると6×0.5=3Wとなります。このためトランジスタはPCが5W以上を許容するものを選ぶと良いでしょう。
またエミッタ抵抗REの損失は、Iidle^2×RE=0.5^2×0.47=0.1175Wです。このため1/2W程度で精度の良い(誤差1%程度の)抵抗があればそれを使うことにします。
RB1、RB2も誤差1%の物を使うことにします。

なお、このときの消費電力Paは6×0.5×2=6Wなので、最大電力付加効率ηは1÷6=0.167となります。これは馬鹿アンプの理論最大電力付加効率8%の2倍を超えることとなります。
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【謹告】「利きはんだセット」委託販売はじめました。(冷やし中華風に)

「利きはんだセット(鉛フリー)」の委託販売が「妙楽堂電子パーツショップ」さんにて開始されました。
イベント販売仕様の各約1.4g×12種類セットになります。

内容物(順番は説明書や番号と異なる場合があります)
種類型名メーカー
SAC305
(スズ-3%銀-0.5%銅)
※JEITA第一世代
SR-37 LFM-48日本アルミット
ESC F3 M705千住金属工業
RMA P3 M705
HS-302ホーザン
SF-A0406goot(大洋電機産業)
SAC0307
(スズ-0.3%銀-0.7%銅)
※JEITA第二世代
FS600-1白光
SF-B4008goot(大洋電機産業)
HS-342ホーザン
スズ-銅-ニッケル系HS-372ホーザン
NEO P3 M24MT千住金属工業
SN100C(010)日本スペリア
SN100C(030)
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ポタアン+ヘッドホンをスピーカーとして使うテスト

先日作ったポータブルヘッドホンアンプと、手持ちのヘッドホンで「ニアフィールドスピーカー」として使ってみました。
1-DSC03724.jpg
ヘッドホンアンプは4石で組んだ一段増幅の電流出力アンプです。電源は単3型ニッケル水素電池2本。
ヘッドホンはオーディオテクニカのATH-T500。高くも無く安くも無い部類だと思います。
たった2.4Vの電源でも、閑静な住宅街の室内で聞く分には十分な出力が得られました。
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奇天烈ユニバーサル基板、追加発注分が入荷しました。

奇天烈ユニバーサル基板のBタイプ・Cタイプ追加発注分が、本日届きました。
1-DSCN0393.jpg
1-DSCN0397.jpg
2面付けをしてあるのでこれからひたすらカットする作業に入ります。

これを、先日のスクゥエアタイプと共に、妙楽堂電子パーツショップさん、およびスイッチサイエンスさん(NEW!)に委託を行います。
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【謹賀新年】今年もよろしくお願いいたします。

あけましておめでとうございます。

昨年を振り返ってみますと製作キットや部品の委託販売を始めるなど、まったくの「趣味」の範疇であった電子工作の舵を「副業」「商売」へと大きく切った年でありました。
これで「飯を食っていく」というつもりはまだありませんが、これからも「自分が欲しいもの」をつくり、それを「お使いいただけるなら頒布する」という方針のもと、少しずつ商品の数を増やして行こうと思っております。

今年も一年、よろしくお願いいたします。
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プロフィール

@ぽっけ

Author:@ぽっけ
底辺Makerを自負する@ぽっけが日々製作している「初歩の電子工作」の記録です。
自分で「あっ、あれ欲しい!」と思ったものを猪突猛進、地で製作しています。

★略歴

電子工作は中学のとき、授業でやるよりも早く自分で始めました。・・・といっても小遣いも少なく技術も未熟だったので、ラジオを作るのさえもやっとでした。

高校・大学でも工作を続け、大学在学中にようやくトランジスタ回路の基礎が理解できるようになってきました。

大学卒業後はメーカーに就職し設計職で忙しい毎日を過ごす中で工作からは遠ざかっていましたが、事務職に配転となり時間に余裕ができてまた工作を始めました。そんな中で2011年のCP+(カメラショー)併設展の「Business Meets」に出展していたテキサス・インスツルメンツのブースで「MSP430 Launchpad」に出会ってから、マイコンを使った電子工作を始めました。

また、鉛フリーはんだに興味を持って、10数種類のはんだをリールで購入。個人で使うには約1200年分の在庫を持つという暴挙を成し遂げ(?)ました。

★イベント出展実績
●Make: Tokyo Meeting 07
●Make: Ogaki Meeting 2012
●Maker Faire Tokyo 2012
●ニコニコ超会議「作ってみタワー ワークショッププロジェクト」
●NT金沢2013
●Maker Faire Tokyo 2013
●ポタアン自作er展示会 atポタ研2014冬
○NT金沢2014(予定)

☆TwitterID:
  @pokke_yamada

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