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電流帰還パワーアンプ CFA-02


Cfa_02_sales


電流帰還アンプ CFA-02 

 


トランジスタ技術 2017年2月号に掲載されたCFA-01を改良した電流帰還パワーアンプです。

Img_4449

 

基板1枚で1チャンネルのパワーアンプとなります。2枚セットで配布します。

● 特徴

電流帰還方式を採用したパワーアンプ

DCサーボ回路によりDCオフセットは調整なしでキャンセルされます。

3段ダーリントン出力段による高い電流供給能力

調整項目はアイドリング電流調整のみ

帰還ループ内は1段増幅なので理論上位相が90°しか変化しないので安定性が高い

電圧増幅アンプのように増幅段での電流制限が無い。電源電圧を上げるとスルーレートが上がる

new_western_elec 製 VFA-01, ALX-03等とコネクタの互換性がある。

● スペック(±20V時)

+出力  10W(8Ω)、 20W(4Ω)、 40W(2Ω) ノンクリップ 
+歪率  0.006 % (8Ω 1kHz 10W出力時)
+残留ノイズ  16uV
+ダンピングファクタ  134
+スルーレート  112V/us 
+周波数帯域  DC~500kHz(+0dB、-3dB) 
+S/N比   114dB 
+ゲイン   27dB 

Cfa02

出力対周波数特性

04_20230521094201

周波数特定 (Gain, 位相)

クリックして拡大してください。

Net_ana_cfa02

Analog Discaoverryを用いて入力フィルタの後にCH1、アンプ出力にCH2を配線し、

位相差を測定しCFA-02の発振安定性を測定。

FeedBackLoop内が1段増幅のため、理論的には90度の位相変化となります。

実測でも10MHzまで90度までの位相変化しかないことが確認できました。

● 基板サイズ (96mm x 90mm)

Cfa02_print03_20230311185901

● 回路図

ダウンロード - cfa02_sch03.pdf

回路図に *2 Sound charactor Sensitive Device. と記載があります。
*2 が記載されている部品は音質の変化が大きいと判断しています。お好きな銘柄の部品を差し替えて試してください。

Icsocket

その際にこのようなICソケットを使用して、

Icsocket02

緑の枠内のように使用すると簡単に部品交換ができます。

● 部品リスト

ダウンロード - cfa02_partslist03.pdf

 

● 製作上の注意

 ・コネクタ、端子台両対応

J1はJST製 XHコネクタ、もしくは端子台、J2はJST製VHコネクタもしくは端子台の実装が可能です。

Vh_20230521172801

 

コネクタ実装例 

Photo_20230521172901

端子台実装例

・温度補償トランジスタの向き

Th_comp_004

温度補償トランジスタQ16の向きは部品表に記載しているTTC004Bではトランジスタの型番がヒートシンク面になる向きにします。

Ttc004_20230618090401

この面はヒートシンク面になります。

・アイドリング電流調整

 

Idle_adjust_20230312153601

アンプを組み立てた時、最初にパワー段のアイドリング電流を適切に調整する必要があります。
調整前は半時計方向に回し切っておいてください。


バイアス電圧を調整して最終段のアイドリング電流を調整します。 上の写真の白の矢印をテスター(電圧計)で計測し、半固定抵抗VR1で調整します。 
この電圧がエミッタ抵抗(0.22Ω)2つ分の両端です。 下式で設定したアイドリング電流に必要なバイアス電圧が計算できます。 


バイアス電圧 = アイドリング電流 * 0.44Ω


アイドリング電流を200mAに設定したい場合のバイアス電圧は

200mA * 0.44Ω = 80mVとなります。


・初期の動作確認用の電源のおすすめ
パワーアンプは、ハンダ不良や定数間違えなどあった場合、大きな電流がながれてしまう可能性があり、危険が伴います。 

万が一を考慮し、初期の動作確認用として、15V1.6A程度のDCアダプター x 2個をお薦めします。 DCアダプタには過電流保護回路が内蔵されていて、大電流が流れるようなことがおきたとき、速やかに電流をカットしてくれます。 

発振してないかの確認

Photo_20230312163701

アンプが発振しているときは、高い周波数が出力されるため、R60に大きな電流が流れます。

電源投入後、R60を触ってみて熱くなっていないかを確認します。

 

● 結線図

Cfa02_20230311213901 

結線図です。プロテクタ回路としてnew_western_elec 製 PRT-02を使用しています。

PRT-02の詳細については以下のリンクから参照してください。

PRT-02

 

● 実装例

Cfa02_20230311220101

● 免責事項

CFA-02 基板は、技術者、またはそれに準ずる電気的知識をお持ちの電子工作ファンの方のためのものです。一般のオーディオファンの方のためのものではありません。
また、頒布基板およびキットは、いかなる条件でも動作を保証するものではございませんので、あらかじめご了承ください。

電子工作では、火傷、感電、火災などの可能性があります。十分に注意をして作業して下さい。

営利目的のご使用は認めておりません。 記事の転載や、基板・キットの商用利用の方は、ご連絡ください。学生やサークルの学習目的でまとめてご購入する場合は特別価格でご提供させていただきます。

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