モジュールXIVを詳細設計する
MOS-FETとくに古いオーディオ用の石は、伝達特性のカーブが急峻でなくクロスオーバー歪
が発生しにくいようです。
(メーカー発表特性図より作成)
とくにK135はなかなかカットオフしませんし、K1529と比べてもプッシュプルのつながりが
良さそうです。
今回はgmがK135とK1529の中間の東芝K405を調べてみます。
まずこのような回路で、伝達特性、対称性、直線性、クロスオーバー特性について
検討してみます。
Id (mA) | Vgs1+Vgs2 (V) |
10 | 3.01 |
30 | 3.38 |
50 | 3.59 |
70 | 3.7 |
100 | 3.84 |
Zo=1.8Ω (Id=100mA)
=2.4Ω (Id=50mA)
三角波を入力し、アイドリングを変化させます。
2次歪が大きいことがわかります。
クロスオーバー歪がでてきました。無帰還にしてはきれいな波形です。
それぞれの出力電流です(伝達特性)。どちらがどちらかは不明。
良く似ています。
結論 出力段にはなるべくNFBをかけておきたい。オーバーオールでも良いし、後述する
超フォロアも有力である。
カーブトレーサーで静特性を見る。
カーブトレーサー完成しました。
K405
gm=1.14S
初段をクリップさせる。
a)バイポーラ
1チップデュアルトランジスタA1349
特性はよく揃っています。
三角波クリップ寸前
4倍に拡大
このようにどちらも歪がかなりあります。
b)FET
対称性もよく歪みも少ないし、gmは小さく、多く電流を流してもなんの不都合も生じません。
スルーレートも改善します。
結論 歪みを少なくするには初段FETが有利。勿論オーバーオールで改善するというのは、
論外です。
2段目の選択
a)バイポーラシングル
以下は電圧増幅段のみの特性
1kHzサイン波入力時
b)バイポーラ差動合成
以下は電圧増幅段の特性
1kHzサイン波入力時
対称合成により2次歪が消失しています。が、3次歪みを無理やり聴かされている
ともいえます。
結論 バイポーラの対称合成はやめておこうと思う。3次歪みが加わるともしもとの音が純音
なら、パイプがピーと鳴るような音に変化する。(シミュレーションノート3の#101参照)
そうそう純音再生というのを提唱してみるとどうだろう。音楽は勿論純音音楽を作らねば
ならないが。これならプッシュプルアンプを聴いて、うーむこのアンプは純音再生に向いて
いないと言ったりできます。
c)FETシングル
ダイオードでバイアスを作り、電流帰還がかからないようにしてあります。
こんどは電流帰還をかけます。
このように直線性良好となります。
c)V−FETシングル
このように電流帰還なしでも直線性が良いです。
結論 2段目はJ−FETかV−FETのシングルでゆこう。J−FETの対称合成は良いかも
しれない。V−FETの対称合成はいまのところ不可能。
推奨回路
又は
これは結局仮想オペアンプシリーズのNo.5とNo.7です。聴感で判断したのと同じ結果です。
超フォロア3のテスト(ゲインスクレイパ−)
原理についてはシミュレーションノート4の#158を参照してください。
R1=10kΩ ゲイン6分の1
改善されています。見事ですね。
R1=3.3kΩ ゲイン3分の1
Zo=1.4Ω
改善度はすくなくなります。
結論 ゲインスクレイパーはステップダウンが著しいため真空管でドライブしたい。