かにの泡ぶく

_ 天気予報では17度・・・

今日はすこし薄手のジャケットで仕事に出かけよう。昼過ぎには自オフィスに戻ることだし。

_ ここ数日アクセス激増。

ここ『かにの泡ぶく』がなぜか、ここ数日間平時の2倍以上の頁ビューを記録。どうしたんだ？　なにかで紹介されたのか？

紹介によるアクセス異常急増の例としては過去に、『かにこむ』が、なにかのテレビ深夜番組内（フジテレビの「井の中のカワズ君」という番組だった）で支離滅裂にスポット表示され、その直後、深夜の時間帯にも関わらず平時の100倍を超える頁ビューを記録したことがあったっけ。

でも2倍つうのは、なんとも微妙な増加率。

取りあえずrefererをあたってみよう。

_ 2SB22 / 2SD30 SEPPステレオセットできた。

じゃ～ん！

BBからユニバーサル基板実装へと格上げになった2SB22 / 2SD30 SEPPヘッドフォンアンプ試作回路。ちゃんとステレオ分の基板上実装が完了。
はじめは手持ちのガラエポ基板使って、コンデンサも手持ちにあるＥＬＮＡのＲＦＳシリーズでやろっかな?なんて思っていたのだが、実際実装する段階になると・・・

試作実装だしな・・・
現状部品以外にも音質に影響を与える要因ありすぎだしな・・・
たぶんこれ、もう一回はぶっ壊すだろ・・・
あの部品高いんだよね・・・

みたいな打算的貧乏性が突如頭をもたげ、結局ガラエポやめて普通の紙フェノールの基板となり、コンデンサは普通の無極性電解コンデンサ、抵抗も普通の1/4Wカーボン抵抗で実装となった。
でもね、最近の普通の無極性電解コンデンサや、普通のカーボン抵抗ってかなり性能アップしたよね。結構ナチュラルな音がするようになったと思うのだけど、これも俺の耳が腐ってきたせいか？


ただ、カップリングコンデンサにはタンタルコンデンサを使用してみた。と言ってもこれもアカデミックな理由があるわけでは無い。たんにジャンク箱内に10マイクロファラッド16Vのタンタルコンデンサが数十個、転がっていていつになっても使う予定が無いから、仕方なく使ってやったという感じのかなり後ろ向きな理由による。

私はタンタルコンデンサが嫌いだ。

コンデンサってやつはそもそも寿命があるものだが、タンタルコンデンサは壊れるときになんと！　短絡モードで壊れるのだ。これをまだ知らなかった学生時代、なにやら高級そうだという理由だけで要所にはタンタルコンデンサを奢っていたつもりの私。突然のショートにほんと参ったことがある。赤熱するタンタルコンデンサ。考えただけで恐ろしい。

もっともそんな風になってしまったのは、私の使い方がいけなかったのでありタンタルコンデンサに罪は無い。メーカーのWebによればタンタルコンデンサの特性を理解してちゃんと使えば故障率はアルミ電解より遥かに低いってことであるが・・・とはいえ少年時代に受けた恐怖の体験から脱するには、まだまだ時間が必要であることも事実。
コンデンサって直流カットしたいところに使うっていう用途が圧倒的に多いと思う。ショートモードで壊れるってわかっているものを積極的に使う気にどうしてもなれない。

ということで今回は、この少年時代のトラウマから脱するべく、特に負荷が低いところにのみ、このままではいつまでたっても使われない運命にあるタンタルコンデンサを使ってみることにしたのだ。

カップリングコンデンサの挿入位置は2SK30Aと2SK170の間。2SK30A側はソース負荷抵抗により1.5V程度の電位を持つが、2SK170側は100Kオームオーダーの高インピーダンス入力だ。この低負荷ラインであれば、10マイクロファラッド16Vのタンタルコンデンサを入れても余裕で大丈夫だろう。
あともう一箇所、トランジスタをバイアスするための電圧を発生させるゲルマニュームダイオードとパラにタンタルコンデンサを起用した。ここも、ダイオードによる電圧降下分0.5V程度しかかからない箇所であるからして、余裕で低負荷であろうという判断で、だ。

間違っても電源ラインにタンタルコンデンサを入れてはいけない。

さてと、基板が出来たらこれを入れるケースを用意せねば。

手持ちのケースやシャーシのなかで使えそうな大きさのものを出してみる。どれもぱっとしないなぁ。ここでまたも、打算的貧乏性が頭をもたげ、『どうもナイスなケースが無いし、ナイスでないものに穴あけて使っちゃうのももったいないし・・・』ということで、後日にそのへんにあるアルミ板で簡易な箱を作って入れることにし、今日はケース実装は保留。ところであのラフスケッチされているケース、過去になにか作ろうと思ってレイアウト決めしていたような感じなのであるが、一体なにを作ろうとしていたのかすっかり忘れてしまって全く思い出せない。VRが3個、電圧計が1個、スライドスイッチっぽい実装穴が2箇所。一体なにを作ろうとしていたのだろう。


基板剥き出し状態のまま簡単に特性でも測ってみるかってことにした。

電圧増幅率だが、なんと不思議なことに、BB上では75オーム負荷時で約2倍だったのが、そのままの回路定数で基板に組んでみたらなんと10倍以上もの莫大な値になってしまったのだ。これについては未だに原因がわからないのであるが、まさかBB上でアルミ電解だったカップリングコンデンサをタンタルに変えただけでこんなことになるわけはあるまいし・・・波形を見ても音を聴いてもとくに問題となりそうなところは無いので、回路は正常に動作しているようである。

謎だ。

私はNFBは嫌いなので、BB上で2倍の増幅率だったから、Non-NFBの実験もしてみよっかな?なんて考えていたのだが、軽くNFBかけた状態で10倍もあったら、いくらなんでもNon-NFBは無理だ。ということで不本意ながらさらにNFB量を増やして、7倍弱程度にまで押さえてみた。
ほんとは2倍もあれば充分なのだが、これ以上NFBかけたくないので仕方ない。

ということで今日のところの基板状態でのスペックは以下の通り。

測定環境：私の部屋。気温20度、湿度57%。
電源電圧：10.0 [V]、負荷：75オーム1/4Wカーボン抵抗




-------------------------+--------+--------+---------------
                         |  L ch  |  R ch  |
-------------------------+--------+--------+---------------
無信号時全電流 [mA]      |  12.4  |  12.0  | テスタ読み
-------------------------+--------+--------+---------------
2Vp-p出力時入力電圧[Vp-p]|   0.3  |   0.3  | オシロ管面読み
-------------------------+--------+--------+---------------
正弦波Clip出力電圧[Vp-p] |   5.0  |   5.5  | 1KHz正弦波入力。オシロ管面で目視観察
-------------------------+--------+--------+---------------
アイドル電流増加開始     |        |        | 1KHz正弦波入力電圧をだんだん上げていって回路全電流が
　　   出力電圧[Vp-p]    |   1.0  |   1.0  | 増加しはじめる時点での出力電圧をオシロ管面で目視観察
-------------------------+--------+--------+---------------


周波数特性：（2Vp-p出力時 / オシロ管面読みで測定 / L, Rの差異は確認されず）
    -3dB : 15Hz ? 250KHz
    -1dB : 30Hz ?  80KHz

前回BB上での測定に比べ、-3dBドロップの高域周波数特性が2オクターブ以上伸びている。これはもしやタンタルコンデンサのパワーなのかもしれない（BB時は普通の極性有りのアルミ電解）。
2SK30Aと2SK170には、合計で 5 [mA] 程度流れているはずである。アンプ全体のアイドル電流が約 12 [mA] なので、12-5 = 7 [mA] が終段Trのアイドル電流と考えられる。動作としては、AB級増幅である。そして、アイドル電流が増加しはじめる（増加しはじめた時点でアイドル電流とは言えないのであるが・・・）出力電圧が 1.0 [Vp-p] 。実効値で 0.35 [V] 。75オーム負荷なので、このときに負荷に流れている電流は、0.35 / 75 = 0.0046 = 4.6 [mA] 。アイドル電流から推定されるA級動作域を考えると、測定精度等を勘案するとまぁ整合する値と言ってよいと思う。数値をそのまま計算すれば、75オーム負荷時に 1.61 [mW] まではA級動作、それ以上はB級動作となる。

最後に全高調波歪率。



単一周波数入力で、しかも純然たる抵抗負荷で電圧歪を測定してもそれがどうなんじゃ？　という激しい疑問はあるものの、いちおうなんらかの目安になるかもしれないので測定。1 [KHz] 正弦波入力、 75 [オーム]　負荷、1.0 [Vp-p] 出力時のスペクトラムである。
全高調波歪率は、0.66 [%]。但し、無信号時にも図の上のスペクトラムのごとくノイズがちらほら散見される。但しこれが、アンプが持っているノイズなのか外来ノイズなのか、測定系のノイズなのかは未検証。このへんは今後、要追試。

取りあえず、動いているってことで。

_ 連続運転・温度試験。

バイアス回路に温度補償が無いので、万一にも熱暴走が起きないことを確認するため、簡単に連続運転と温度（昇温）試験をしてみた。

実稼動状態以上の負荷をかけつづけ、全電流値が経時的にどう変化するかと、その途中で、ダンボール箱の中に電子温度計と一緒に入れて、上に透明なプラ板のフタをしてドライヤーで昇温した場合の全電流値変化を観察するというもの。

稼動条件は、75オーム負荷で 3.0Vp-p、すなわち、15mW出力となるレベルの1KHz正弦波信号を入力し、連続で出力させつづけるというもの。ヘッドフォンの常用使用時のアンプ出力ってきっと数mWだろうから、15mWも出したらとても聴いてらんないほどの爆音。

結果は、7時間連続運転、途中雰囲気温度55度まで上昇させるもいずれも全く問題なく良好。熱暴走の心配皆無。備忘録目的で以下に実験データを掲載。

室温20度環境で連続運転開始。
1KHz正弦波信号を 75オーム負荷で 3.0Vp-p連続出力。もちろんステレオ両ch同時稼動。


 時間 | 雰囲気温度[度] | 全電流値 [mA]
------+----------------+---------------
15:46 |     室温       |    30
------+----------------+--------------- ←この間電流波打ち無し
21:23 |     室温       |    32
------+----------------+---------------
  通電稼動させたまま恒温箱入れて昇温試験開始
------+----------------+---------------
22:04 |      50        |    43
------+----------------+---------------
22:06 |      45        |    43
------+----------------+--------------- ←以後40度前後キープるよ
22:07 |      40        |    43            うドライヤーで加温調整
------+----------------+---------------
22:10 |      42        |    40
------+----------------+---------------
22:12 |      43        |    40
------+----------------+--------------- ←一気に55度まで加温
22:16 |      55        |    41
------+----------------+--------------- ←自然放冷
22:18 |      50        |    41
------+----------------+---------------
22:21 |      40        |    38
------+----------------+---------------
22:23 |      35        |    36
------+----------------+---------------
22:26 |      30        |    35
------+----------------+---------------
22:33 |      25        |    34
------+----------------+--------------- ←恒温箱から取り出し
23:08 |     室温       |    32
------+----------------+---------------


雰囲気温度 50 度で 43 [mA] まで全電流増加するが、増幅波形に変化
はなく、また、電流値も極めて安定していた。
平時は 32 [mA] で極めて安定。デバイスの発熱も確認できず。