4580の等価回路を試してみる？の巻き。　2013.1.19

こんな書き込みがありました。

なにやらMUSESの回路は4580と同じで、違う点は製造プロセスにあるらしいです。
たしかに、4580は優れた性能で音的にも中音域の厚い音であり、さらに安価という
使いやすいオペアンプではあります。
　しかし、それとは価格が１００倍くらいちがうＭＵＳＥＳと同じ回路とはびっくり。
もちろん、１００倍値段の差があるからといって１００倍回路が複雑なことはありえないですから、
１００倍製造プロセスに気をつかっているということでしょう。
あるいは品質管理（完成後の品質評価）にそれだけ、コストがかかっているのかもしれません。

高価なＭＵＳＥＳも4580と同じ回路？

４５８０の等価回路についてはＪＲＣのマニュアルに掲載されています。
ちょうどこんな感じですね。
入力段がＰＮＰなのが、すこし興味の引くところです。

4580の等価回路。

この回路が本当に動くのかどうかを確認するために、ＳＰＩＣＥに入れてみました。
まずは、非反転増幅器を組んでみます。

ＳＰＩＣＥで確認してみましょう！

タイムリーに追加コメントいただきました。回路図に誤植があるようですね。

ということで、回路図の修正とともに入力オフセット調整用の抵抗も追加しました。

さて、これでＳＰＩＣＥを動かしてみました。
周波数特性です。

周波数特性

上図の回路図でどのくらいの電流が流れるか調べてみると
初段トランジスタ：　０．１ｍＡ
２段目のトランジスタ：０．６ｍＡ
バイアス電流：０．２ｍＡ
くらいです。

少し低いようですがR8を調整すれば変更できます。
この回路ではQ14が定電流回路になっていて、
Q3,4,6がカレントミラー回路を構成していて、初段および２段目の電流を設定しています。

狙いとしては、
初段トランジスタ：　０．３ｍＡ
２段目のトランジスタ：２ｍＡ
バイアス電流：３ｍＡ

くらいを狙いましょう。バイアス電流をもう少し流すには、バイアス電圧を上げる必要がありますが
この回路図ではほぼ１．２V固定になるので、下駄を履かせるためにダイオードを追加しました。
さて一部を変更して、ほぼ狙いの値になりました。

変更後の回路です。

入力をＪＦＥＴに変更してみました。ついでに、差動アンプ回路として動くような回路構成に変更しました。
これで汎用的につかえる構成になります。

パターンを描いてみよう！

部品を配置してパターンを描いてみました。入力のトランジスタはＰＮＰとＪＦＥＴのどちらもつかえるようなパターンにしてみました。
追加でＬＰＦにもなるように、コンデンサのパターンも追加しています。

仕上げは

部品のナンバリングをしなおして、回路図を確定させます。
そのあと、アートワークに部品ＮＯを打っていきます。

回路図のナンバリングを変更

配線パターンも完了。この時点でチェックをしておかなくっちゃ！

パターン完成！

あとはベタを塗って完成です。

Ａ１３アンプ基板のパターン完成しました。

試作基板できました、あれ？　2013.1.31

試作基板ができあがりました。
でも、一瞬みて違和感があります。
あれ？パスコンのところのパターンを間違えてしまいました。
ＣＡＤでは気づかなくても、実物をみるすぐにと”あっ”と気づくんですよね。

試作基板が完成です！

パスコンのＧＮＤを接続する位置を間違えていました。Ｖ－のラインが直接ＧＮＤに落ちていたので、
その部分をカッターで切って絶縁します。あとは、ＧＮＤ部分がベタ面に接続できるようにベア面のレジストをカッターで
けずりました。
　
修正前のパターン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　修正後のバターン

いきなり、これだとあとあと思いやられるかもです。

組み立ててみましょう！　2013.1.31
まずは抵抗あたりから半田付けです。
入力のトランジスタのところはＪＦＥＴの部分はソケットを挿してみました。
電源のパスコンには２０１２サイズのチップコンデンサを取り付けています。

まずは背の低い部品を取り付け。

残りの部品を取り付け
あとは、トランジスタなどの残りの部品をとりつけます。向きに注意しなくっちゃ！

残りの部品をとりつけ！

動作確認！まずはＪＦＥＴから

入力段のトランジスタにはＪＦＥＴの２ＳＪ１０３をつかいました。
動作は問題ないのですが、最初は何も考えずに適当に２本を差し込んだところオフセットがゼロになりません。
そこで、適当に差し替えてゼロ調ができる組み合わせを選びました。はやりソケットにしておいて正解でした。
というより、ちゃんとペア取りしないとだめなんでしょうね。

入力にＪＦＥＴ（２ＳＪ１０３）をつかっています。

入出力の波形を確認してみました。１００ｋＨｚくらいではまったく問題ありません。
１ＭＨｚでもわずかに振幅が低下していますが、優れた特性を示しています。

　　
ｆ＝１ｋＨｚ（上：入力、下：出力）　　　　　　　　　　　　　　　ｆ＝１00ｋＨｚ（上：入力、下：出力）

ｆ＝１ＭＨｚ（上：入力、下：出力）

次はＰＮＰトランジスタでチェック！

今度はバイポーラにとりかえです。定番の2SA1015をとりつけました。実際には半田付けはしていません。
単純に基板に差し込んだだけです。トランジスタの選別はまったく行っていませんが、ゼロ調はすんなりできました。

PNPトランジスタを取り付けた（挿しこんだ）様子。

入出力波形をみてみました。１００ｋHzくらいではまったく問題がありませんが、１MHｚでは出力が三角波になっています。
なぜかな？ひょっとしてちゃんと半田付けしないとだめかな？

　
ｆ＝20ｋＨｚ（上：入力、下：出力）　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆ＝１00ｋＨｚ（上：入力、下：出力）　

ｆ＝１ＭＨｚ（上：入力、下：出力）

もう少し調べてみましょう！

周波数を細かく設定してしらべてみました。４００ｋＨｚではほとんど歪はみえませんが、７００ｋＨｚあたりから歪はじめるようです。

400kHz　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　700ｋＨｚ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　800ｋＨｚ

　1ＭＨｚ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２ＭＨｚ

オーディオ帯域では問題ないですから、よしとしましょう。

両方のチャンネルを組み立て

ここまでくると音を聞きたくなってきます。
まずは両方のチャンネルを組みたてましょう。
そしてお出かけ用の写真をパチリです。

お出かけ用の写真です。

試聴！

アンプの構成は差動入力になっているので、差動出力であるＤＡＣ1794-6と接続して試聴することにしました。
音楽ソースはいつもの耳蛸のジャズナンバー（木住野佳子さんのピアノ）です。