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2016年4月10日 - 2016年4月16日

2016年4月12日 (火)

保護回路の改良

前回までに発表したアンプの保護回路を改良しました。
これまで回路を簡略化して部品点数を減らすために左右チャンネル共通としていましたが、左右同時に逆方向のオフセットが出た場合に検出されないというご指摘があり、修正案までいただきました。たしかに同時逆方向はキャンセルされてしまいます。見落としていました。

20160412
図1.修正した保護回路

これまで左右の入力を抵抗で合成してOR動作をさせていたのですが、今回は左右独立の検出とし、そのあとのスピーカーショート回路と電源シャットダウン回路に対して検出部をダイオードで区切って共有させています。非常に効率の良い回路となりました。変更箇所はLR入力の分離、47uF BP、D1~D3の追加およびそれに伴う配線です。


表1.プロテクト動作電圧
Photo

表1にプロテクト動作電圧の実測値を示します。8Ωのダミーロードを接続した状態で出力電圧を実測しました。
思いのほか低くしかもプラスマイナスの差が小さいのは、マイナス検出側のエミッタ負荷が入力の24kΩではなくて47uFのケミコンだからです。等価的にほとんど0Ωです。


表2.超低域信号による動作
Photo_2

表2に超低域信号出力時のプロテクト動作条件を示します。表がデカすぎる(^-^;
5Hzで20Vpp出るような音は再生しないと思いますので、問題のないレベルだと思います。

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2016年4月10日 (日)

ノイズ対策について

前回は全体にわたる製作記事をお送りしましたが、今回はフェライトコアによるスイッチング電源ノイズ対策の追加報告です。

まずは最終的に選定したフェライトコアと入れ方についてです。

Photo_3
図1.保護回路

Fbs2
図1-2.フェライトコア挿入の様子

回路そのものは前回と同じですが、フェライトコアを選定しました。
まずスイッチング電源出口のFerrite Core1はE04SR200932に2T(1回巻き)とします。
アンプ基板電源入力部のFerrite Core2、Ferrite Core3はLF-35Bに1T(通すだけ)です。
前回のスピーカー出力のノイズを図2に、今回の変更による結果を図3,図4に示します。


_r
図2.前回ノイズ測定結果


Photo_2
図3.今回の測定結果(上:L 下:R)


2
図4.今回の測定結果(20mV/divに拡大)


上図のとおり、かなり改善されました。
上は最終結果ですが、欲を出すといいことがありません。というのは検討過程において、できるだけインピーダンスの高いフェライトコアに巻けるだけ巻けばそれだけノイズは除去されるだろうと考えていたのですが、欲張ると発振します。特にアンプ基板電源入力部のFerrite Core2、Ferrite Core3は要注意で、ここはフェライトコアなしか、かなり控えめに入れないとてきめんに発振します。今回気がついたのですが、前回発表したECDN906088でも出力オープン時に発振していたことがわかり、いくつかの候補を検討した結果LF-35Bとなりました。参考のためFerrite Core2、Ferrite Core3にE04SR200932を入れた場合のスピーカー出力端解放時の発振波形を図5に示します。

Fc1t
図5.フェライトコアによる発振波形(238KHz)


フェライトコアはこれまでノイズに効くおまじないくらいにしか考えていなかったので、発振を起こすほどに効果が強いとは思いませんでした。高域における電源のインピーダンスが高くなったことによる発振です。今回はフェライトコアのインピーダンスが低いもの(効きが弱いもの)を選定して解決しましたが、他にもたとえば、
①アンプ基板に大容量のケミコンを載せて電源インピーダンスを下げる 
②アンプの帯域を制限する
などの対策も考えられます。

スイッチング電源出口のFerrite Core1はインピーダンスが高いE04SR200932に2Tと欲張りましたが、こちらはそのあとに5600uFの大容量ケミコンが控えているためか安定しています。
またおまじないのつもりでスピーカー出力にもフェライトコアを入れる実験をしましたが、これも発振しました。

今回の教訓は
漢方薬とフェライトコア、あなどりがたし

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