ついでに「お気楽ＰＡ」ってこんな感じでしょうか。オペアンプにOPA604あたりをつかえば正負24Vくらいかけられるので
４Ω負荷で２０Ｗのアンプにはなりそうです。
でもって、安定性と実用性を考えると下のような回路になるでしょうか。
これならオペアンプの耐圧を気にする必要はなく、高い電圧がかけられます。
終段のFETに容量の大きなものをつかえば100W級でもいけるでしょう。
でも、お気楽を目指すなら電圧２０〜３０Ｖくらいで、出力１０Ｗ〜２０Ｗ（＠８Ω）くらいが無難なところです。
定数はまだまだ見直さないといけないところがあります。
お気楽ＰＡですが回路規模が小さいのでアートワークも比較的簡単です。
まだベタは塗っていませんが、かなり小型になりそうです。
だいたい６０×７５mmくらいです。
またまたＲ．さんから修正案をいただきました。
「・OPアンプの入力の保護用の抵抗追加
・OPアンプへの位相補正Cの追加
・電圧増幅段の位相補正回路の削除
・バイアス回路TRへの位相補正Cの追加（熱結合のため別にミニ基板に実装できればベター）
・パッシブDCサーボの追加
・その他定数調整」
といった内容を織り込み、最終的な回路図は下記のようになりました（2006.3.31）
基板のアートワークもこれでほぼ確定です。
基板サイズは74×59mmとかなり小型にしています。
よくチェックしてみるとパターン間違っていますね。修正しなくっちゃ！
あとはＣ１０からGNDまでの戻りの電流経路を太くしたほうがよいとのことなので、
思い切ってＲ２０のランドを減らしました。
電源の供給は基板の上下のジャンパーのところに接続し、GNDはスピーカ取り出し（Ｐ６）に
接続するのがよいのかもしれません。しかし、ここまで小さくしてしまうとチョット修正の余裕が無いのが辛いです。
すこしベタを変更しました。だんだん間違い探しの様相です（笑）。
今回はついでにこんなものも作ってみました。ＳＰの位相補償用の回路とＭＵＴＥ回路を一体化したものです。
お気楽アンプの幅の２枚分に納めるため、実装はかなり窮屈です。
ＭＵＴＥ回路は必須ではないのですが、スイッチのＯｎ／ＯＦＦのたびにスピーカからバチバチいうのはあまり精神衛生上よくありません。
使用方法自体も”お気楽”を考えると、どうしてもこういったものが必要になります。
ＭＵＴＥ基板です。
試作基板ができました（2006.4.15）。
やはり部品点数も少ないこともあり、基板サイズは小さいです。60×74mmの大きさです。
もっと部品配置に余裕をもたせて大きくすればよかったかな？
試作基板です。
おもろに製作開始。回路図を眺めながら必要な部品を挿していきます。
部品点数も少ないのであっというまに完成しそうです。
製作途中・・・・
完成！お出かけようの写真です。
基板は完成しましたが、これからおぺアンプとパワートランジスタを取り付けて動作確認を行います。
用いたトランジスタはＩＲ社のIRFP140(NMOS)とIRFP9140(PMON)です。電流容量も20A以上あり余裕があります。
これは某社のヘッドホンアンプにも使われているようです。案外安いので最近はこれもよくつかうようになりました。
IRFP140(NMOS) IRFP9140(PMON)
本来なら大きな放熱板に取り付けないといけないところですが、動作確認ということと、あまりアイドリング電流を
流さないほうほうなので小さな放熱板でもＯＫです。ちょっと横着してこんな風にとりつけました。
パワトラを仮付け
電源をどうしようか考えましたが、ついさきほど動作確認が済んだ電源基板がありますのでこれを使います。
半固定抵抗で出力電圧は２５Ｖに調整してつかいました。ん・・・電源基板の方が迫力あるな・・・・
電源をつないで動作準備。
つかったＯＰアンプはＯＰＡ１３４です。これも安価な割に高音質で最近では好んでつかっています。
単にOPA627を買うだけの余裕がないだけですが・・・・。
今回のお気楽ＰＡにはパッシブＤＣサーボをつかっています。そのため帰還回路に高抵抗値を一部使いますので
入力段にバイポーラをつかったものをあまり適しません。OPA134やOPA604、あるいはOPA627などの
入力にFETをつかったオペアンプをつかったほうがいいでしょう。
使ったＯＰアンプ
さて、接続も済んだことなのでバイアス電流を調整します。今回は20mAに設定しました。
調整箇所はここだけです。そして出力電圧を確認してみると0.3mVです。さすがにサーボがきいていて
出力オフセットは問題になりません。ひょっとしてバイポーラＯＰアンプにかえたらどうなるだろう？
アンプの入力に発振器をつないで出力を確認します。ＦＥＴの動作電圧が４Ｖ（Ｖｇｓ）あるので、
電源電圧が２５Ｖでも実際に出力可能な電圧は２０Ｖくらいになります。しかし２０Ｖもあれば８Ω負荷でも
25Wでますから十分な値です。
テスト中の様子。
アクセサリー（2006.4.16）
ちょっと手を休めてこんなものもつくりました。スピーカの位相補償回路とミューティングリレーの合体基板です。
できるだけ小さく作りたかったのでミューティング回路部はかなり窮屈です。
アンプのON/OFF時のポップノイズは実害が無いレベルであっても不快なので案外必要になったりします。
とくに電源コンデンサの容量が大きいとスピーカのコーンが前後に思いっきり動きますからね。
ＭＵＴＩＮＧ基板
本格的調整！
さて、バイアス電流は調整しましたがパワーアンプとしての特性を確認したり位相補償Ｃの容量を調整するのはこれからの作業です。
パワーアンプとしての機能調査には結構な電流が流れるので、手元のトランスとブリッジ、コンデンサで電源をつくります。
ＲＳからでている18-0-18(1.8A)がありましたのでこれをつかいました。コンデンサは10000uFのものです。
整流後の無負荷時電圧は２３．４Ｖでした。お気楽ＰＡにはちょうどよい電圧です。
テストのために作った仕立てた電源。
負荷にはセメント抵抗（１０Ω／５Ｗ）を接続しました。本来はもっと抵抗値が低くてワット数の大きなものがいいのですが、
手持ちはこれだけです。それにＦＥＴの放熱板も小さいのでこのくらいの負荷でテストしました。
ところで負荷抵抗の後ろにあるエミッタ抵抗（長方形）の色がくすんでいるのがおわかりでしょうか？
実は電源を逆接してしまって抵抗が過熱して煙りがでてしまいました。それでもFETやＯＰアンプ、トランジスタが壊れなくて助かりました。
負荷抵抗を取り付けた様子。
位相補償コンデンサの調整
お気楽ＰＡは回路自体は簡単ですが、位相補償コンデンサの選択は重要です。
とくに帰還抵抗にパラに接続しているコンデンサは動作の安定性ならびに周波数特性を決定する重要なところです。
現在は帰還抵抗は２０ｋ／１ｋとしてゲインは約２０倍に設定しています。
では２０ｋΩ抵抗にパラに接続するコンデンサの容量を変えて出力波形をみてみましょう。
波形の過渡応答をみるために4kHzの矩形波をいれています。
コンデンサがない場合 ×
さすがに盛大に発振します。出力が発信しているおかげで入力まで影響をうけてしまっているようです。
コンデンサなし。上：出力(10V/div)、下：入力(50mV/diV)
コンデンサ＝22pFの場合 △
発振はなくなりましたが、リンギングが見えてしまいます。
（じつはこのリンギングの原因はオペアンプの入出力に直接接続している位相補償コンデンサに起因しています）。
コンデンサ22pF。上：出力(1V/div)、下：入力(50mV/diV)
コンデンサ＝47pF,100pFの場合 ○
リンギングもとれてちょうどいい感じです。100pFでは少しなまりだしているようにも見えます。
コンデンサ47pF コンデンサ100pF
上：出力(1V/div)、下：入力(50mV/diV)
コンデンサ＝220pFの場合 ○
明らかに波形のなまりが見えます。
コンデンサ220pF上：出力(1V/div)、下：入力(50mV/diV)
以上の結果から、位相補償コンデンサの容量は47pFがよさそうです。ということで帰還抵抗の位相補償Ｃは47pFに決定！
ほかのＯＰアンプに変えてみよう！
手持ちのオペアンプに変えて波形が変わらないかみてみました。OPA604とNE5534でテストして見ました。
オペアンプによる波形の差異はほとんどなさそうです。というわけで色々なオペアンプを取り替えるのもおもしろそうです。
ＯＰＡ６０４の場合 ＮＥ５５３４の場合
ＦＥＴオペアンプが必要です
上の実験からオペアンプによる波形自体の差異はほとんど有りませんが、重要な点として出力オフセットがあります。
お気楽ＰＡではパッシブＤＣサーボとつかっているため、反転入力側の入力抵抗が高くなっています。
そのためバイポーラ入力のオペアンプをつかうとオフセットがでてしまいます。
今回テストにつかったオペアンプでのオフセットは下記の通りです。
ＯＰＡ１３４（ＦＥＴ入力） オフセット ０．３ｍＶ
ＯＰＡ６０４（ＦＥＴ入力） オフセット ２．６ｍＶ
ＮＥ５５３４（ＢｉＰ入力） オフセット ３６０ｍＶ
ということで、ＯＰＡ１３４やＯＰＡ６０４はまったく問題なくつかえますが、ＮＥ５５３４などのバイポーラ入力のオペアンプは避けたほうが無難なようです。
周波数特性(2006.4.17-18)
秋月キットのＤＤＳをつないで周波数特性をみてみましたが、20kHzまでは勿論のこ0とフラットで-3dB点は大体300kHzくらいのようです。
特性だけみていると位相補償Ｃは100pFでも良さそうです。
周波数特性：C2=47p(帰還抵抗パラ）、C5:なし、C7=68ｐＦ、負荷10Ω(出力振幅2.5Vp-p@0dB)
アクセサリその２
デジットで＠２０円の低ＥＳＲコンデンサ（1000uF/50V)が売っていたので、少し多目に買いました。
これで電源を作れば安価にできるかなと思って、簡単な基板をつくっています。
２０本搭載可能なので容量としては正負それぞれ10000uFになります。
値段もコンデンサだけなら400円ですからブロックコンデンサを買うよりは安く上がるでしょう。
それに、こういった基板を用意して置けばジャンクで安価なコンデンサが出回ったときに活用できそうです。
自家消費用のみで製作していますが、多分余るのでこれはプレゼント企画（その４）で放出予定です。
小さいコンデンサを並べた電源基板。
お気楽ＰＡと並べると大きさもわかるでしょう。
だんだんぐちゃぐちゃになってきた
電圧増幅段の石を2SA817/C1627から2SA1358/2SC3421に変更。トランｓジスタの変更により発振するか見てみましたが大丈夫のようです。
しかしだんだん基板の部品をとっかえひっかえに加え空中配線なども増えるとだんだんぐちゃぐちゃになってきました。
そろそろ、作り直しが必要な時期になってきたようです。
小さい基板なのでどうしてもぐちゃっとしてしまいます。
ケース加工
お気楽PAも折角作り直すならケースに入れることを前提にして組み立てましょう。
今回もタカチのケースを使いました。さてケースに穴をあけて、基板を並べるとだんだん完成形がみえてきます。
今回はお気楽アンプの電源には定電圧電源を用いる予定です。トランスはＲＳの３０Ｖのものです。
整流後は約３７Ｖになるので３０Ｖの電圧にドロップさせて動かします。もちろんお気楽ＰＡは３０Ｖの定数で組み直します。
といっても、変更が必要なところはさほど多くはありません。
またケース底板を放熱板としてつかうのでヒートシンクはありません。
ケースの穴開け。穴を開けるだけなら比較的楽ちんです。
基板を並べた様子。だいたい完成形が見えてきます。
すこちアップでパチリ。お気楽ＰＡ基板の回りに付いているスペーサは後でつかいます。
まずは電源部のくみたて
とくにむずかしいところはなくトランスをつけて整流回路をつければ完成です。
とりあえず、定電圧電源基板は接続せずにスイッチＯＮ！
トランスからブ〜ンといういやな音。
あわててスイッチを切ります。トランスから音がするときは間違いなくトランスの過負荷ですからどこかがショートしているのかもしれません。
しかしよく調べてもショートの箇所は見あたりません。電圧を調べてみると、負電圧は−３７Ｖでていますが、正電圧が０Ｖです。ということはやはりどこかショートしているはずなんだけど・・・と電源をだましだまし入れてテストをしているがダイオードがバチ！といって火花を出して破裂しました。
どうやらダイオードの耐圧不足（３Ａ４０Ｖなんだけどな〜）で壊れたみたいです。
手持ちに容量の大きなダイオードがないので、ブリッジダイオードを無理矢理基板の裏側に載せました。
これで問題なく整流回路から電圧がでるようになりました。ふう、こんなことで時間を喰うとは・・・
#（追記）考えればダイオードの破損はあたりまえでした。電源出力は３７Ｖでも、正負でかかるのでダイオードには７４Ｖかかります。
完全に定格オーバーでした。ちゃんちゃん！
ダイオードを取り替えた電源（整流）基板
つぎは定電圧電源
定電圧電源のための制御トランジスタには2SC5200と2SA1943をつかいました。
どちらも＠300円弱で買える安価なものですが、オーディオパワーアンプにも使われているようです。
これらのトランジスタはケース底板のアルミ板に絶縁シートを介して張り付けます。
制御用トランジスタ
整流回路と定電圧基板を接続してスイッチＯＮ！
今度は正電圧の出力がスルー（入力と同じ電圧）になっています。負側はＶＲで電圧調整が効いていますので動作しているようです。
で、よく調べてみると１つトランジスタの向きが反対になっていました。
この基板はトランジスタの数が結構あるので、気を抜いて作っていると結構ポカミスをしてしまうようです。
トランジスタの密集度が結構高いので交換はちょっと手間取りましたが、無事修正。
今度は電源を入れると正電圧側も正常に動いているようです。これで、まずは一安心。
定電圧電源基板。制御トランジスタは基板の裏側です。
さて、次はようやくアンプ基板にかかれそうです。そのまえに定電圧電源の調整をしておきます。
といっても正負とも３０Ｖに設定して完了です。お気楽ＰＡも３０Ｖの定数で組み立てます。
お気楽ＰＡ基板製作（2005.4.25)
さっそくお気楽ＰＡをつくっていきましょう。この基板は部品が少ないので組み立てはそんなに時間がかかりません。
定数は部品表から少しかえました。まず帰還抵抗のＲ６は10kΩにしてゲインが１１倍にしています。
あとR8は定電圧源をつかうのでオペアンプにギリギリの１５Ｖをかけるために20kΩにしました。
パッシブＤＣサーボ回路部分については2.2MΩの抵抗が手持ちにないので１ＭΩに変更。
そのためDCカットオフ周波数を下げるためにC1は0.22uFを1uFに変更しています。その他、トランジスタも手持ちの600mWのものを使用。
要は部品箱の中の在庫だけで済ませられるようにお気楽に組んでいるってところです。
あと、位相補償コンデンサはC2のみで、他は省略しました。オシロをみて発振していたら入れようかと思っています。
完成したお気楽PA
ケースに組み込み
パワートランジスタはIRF140/IRFP9140を使いました。これは部品表通りです。
このトランジスタはケースの底板に直接つけます。もちろん絶縁シートを挟み込みます。
この絶縁シートはシリコンでできているようですが、結構高いですよね。＠３０円もします。
トランジスタの足は９０度に曲げたときに基板のランドに入るようにトランジスタの穴の位置をきめています。
パワトラをつけた様子。
さてここまできたらあとはケース内の配線です。でもこれが案外面倒です。
ケーブルはケースの中で90度配置になるように長さを調整して切るわけですが、どうしても長めに切ってしまうのでたるみがでてします。
今回はパワーアンプですが何かと便利なようにボリュームをつけておきました。というよりすぐに使えるプリがないので、
ボリューム無しでは使い道に困ってしまうからです。
アンプ部分。 トランス部分。不必要に大きなトランスです。
ヘッド本出力もとりつけていますが、まだ配線はしていません。最初はＳＰ出力のみON/OFFしてヘッドホンには常に接続されているようにしようと思ったのですが、
それではポップノイズがでる可能性があります。折角なのでヘッドホンもリレーを介して取り付けようと思っていて、配線作業は未着手です。
ヘッドホン出力はとりあえずそのまま放置
さて、調整だ！
調整事項といってもバイアス電流だけです。これから夏場になるのでほかほかしすぎるのもなんなんでバイアス電流は約50mAに設定しました。
これでも３０Ｖの電源電圧ですから４個のトランジスタで6Wの発熱量になります。
バイアス電流の調整後に出力を測定してみると、3.6mVと3.2mVでほとんどオフセットはでていません。パッシングDCサーボの効果がでています。
では負荷をつないで出力波形を見てみましょう。スピーカにつなぐ前に変な波形がでていないかのチェックです。
負荷には６．８Ω２０Ｗのセメント抵抗をつなげました。
負荷用のセメント抵抗
波形がよくわかるように1kHzと10kHzの方形波をいれて観測しました。
発振器自体の波形のなまりがあるのですが、なかなか良さそうな周波数特性になってそうです。
1kHz 上：出力(10V/div) 下：入力 10KHz 上：出力(10V/div) 下：入力
方形波で10V出力とするとパワーは約15Wでていることになります。
こんな出力はまず出すことはありません。通常電圧は２Vくらいでしょう（それでも大きいかもしれない）。
さて、15Wの出力を連続で出しているとさすがにパワトラが過熱してきます。それでもケース底面がほんわか暖かい程度です。
トランジスタの直下はより熱くなっていますが、それでも暖かい程度で済んでいます。さすがに面積の広いケース底板に取り付けた効果でしょう。
さて、波形の確認もできたことなのでこれから試聴にはいります。
たぶんＧＷに入ったころになるでしょうか。
試聴！
やっぱりＧＷなんか待てません。ＳＰにつないで聞いてみましょう
つないだＳＰは往年の名器のＯＮＫＹＯ Ｄ-２０２Ａです。いつもは同じくONKYOのミニコンにつないで使っているものです。
試聴につかったＳＰ。往年の名器？逆さに置いています。
機器のセッティング。一番上がお気楽ＰＡ。下側の左から２番目がＤＡＣ8D-Sでソースにつかってます。
本来はメインスピーカにつなぎたいところですが、３ＷＡＹマルチで鳴らしているので、アンプを１つだけ取り替えても正確な評価ができません。
さて、いつものJAZZナンバーかけてみます。第１印象は「いままでなにやってたんだろう」という感じです。
ミニコンにつないでつかっていたため、スピーカの本来の実力が全然でていなかったことが初めてわかりました。
いままでとはうってかわって鳴りまくります。
まずレンジが広い！いままで抑圧されたような感じで聞こえていましたが、ものすごく開放的な音がします。
さらに分解能が違う！ありきたりの言い方ですが、残響音の聞こえなかったレベルのものが聞こえるようになりました。
んん・・・最初から良いアンプにつなぐべきだった！！！といいつつも、ミニコンにつないでおくのが日頃は便利なんですよね。
さてさて、試聴記がなんかミニコンとの比較記のようですが、もう少し入念に聞いてみました。
いまオペアンプはOPA604をつかっていますが、DACに使うと元気いっぱいのやんちゃくれの傾向の音がするのですが、なぜかこのアンプは端整な感じの音です。
端整といっても、窮屈さはありません。変な言い方ですが、”元気だけどお行儀のよい普通の人”って感じです。ひょっとして定電圧電源の影響でしょうか？
こりゃ、他のアンプと聴き比べてみなければなりません。とはいいつつ、聞き比べってケーブルをつなぎ代えたりしている間に前の音を忘れてしまうんですよね（笑）。
雑感 2006.4.30
お気楽ＰＡは小さくて部品点数も少なくて作りやすいパワーアンプです。
オフセットも小さく、調整箇所もバイアス電流だけですからテスター一つでできるでしょう。
しかしながら、使用するオペアンプを選んだり発振止めのコンデンサが必須だったりと、部品定数には気をつかわなければなりません。
今回は定電圧電源と組み合わせて少し大きめの箱に入れましたが、
本来は非安定化電源と組み合わせてもっと簡単に組み上げるほうが似合っているでしょう。
DAC63S-miniと組み合わせてスピーカ出力付きＤＡＣなんかを組めば、それ１台でこと足りてしまいそうです。
でも、それで完結してしまったら全然面白くないですね。
番外編（お気楽でないＰＡ）。
（つづく）