パワーアンプ自作への道その4~迷い中

最近パワーアンプ関係のエントリーが滞ってますが、別にオリンピックのせいばかりじゃありません。

出力段まわりの実装をどうしようか、なかなかふんぎりがつかず、うーーーと悩み続けてます。
案としては、
1)基板の左右にヒートシンクを配し、幅1~2センチくらいの銅板を渡す(長さは基板の幅だから10センチくらい。基板の表に接着する)。出力石のパスコンを最短距離で銅板の両端に落とし、銅板の中央に各基板や電源などのGNDを集め、そこからケースに落とす。
2)大きなヒートシンク一個に左右に出力石4個を全部取り付けて、ヒートシンクに1点アース。
2)の方がよさそうではあるけど・・・。


12 thoughts on “パワーアンプ自作への道その4~迷い中

  1. king20

     こんばんは
    文書からだけでは、今一イメージが沸かないのですが。
    工作面から考えると、まる2がGoo!・・・・の様な気が・・・
    確か8W程のアンプと思いますが、放熱はそれ程重視しなくても
    何とか成りそう・・・・ (写真に在るアンプでは無いのですか?)
    ・・・・・解らん!
    シンプル・イズ・ベスト・・・・がイイ!・・・・・

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  2. heli

    >king20さん
    どもです。文章だけだとちょっとわかりづらいですね。
    写真は1)案のものです。2)案だと、ヒートシンクを横に置くようなかっこうになります(あとで写真アップしようかな)。
    それほど大きくないヒートシンク1個に出力石4つというのは、出力ちいさめのアンプならではなので、その方向で行こうかなと思います(それでも放熱計算してみると結構な温度になりますが・・)。

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  3. うに

    >ヘリしゃん
    毎度シロウトでスミマセン(^^;
    GNDを一点接地するのは、すげーいいと思います。
    ヒートシンクは、ペア特性を問われる部分だけ同じヒートシンクに貼るのがいーです。
    トランジスタの小信号増幅率って、温度特性がヘロヘろだからです。
    それと較べると人間の耳ってアフォなんで、左右差は意外にごまかせるモンです(笑)
    シャーシへの接地って、家全体の絶対的GNDが確保されて無いとイマイチです。
    (やらないよりは、とてもイイですが)
    全体のシステムがわかってないのですが、
    機器同士の接続をバランス(キャノン)前提で考えてみると、
    わかりやすいかと思います。
    +線と-線とグランド線の3本を考えて、
    そのグランドに一点接地するのがいいです。
    ちなみにうちの音楽部屋は、全て3穴コンセントです。
    家全体の絶対GNDを確保するためです。
    >king20しゃん
    >シンプル・イズ・ベスト・・・・がイイ!・・・・・
    ほんとに、そのとおりであります。
    商用では必須な各種保護回路を取っ払うだけで、
    音像が20cm前に出てきます。
    自作の醍醐味は、シンプルに作れるところにあると言っても過言では無いと思います。
    以前レコーディングでエレキベース用の良いDIが無かったんで、
    LF系のオペアンプ1発だけという、超シンプルなDI(というよりゲインバッファ)を作った事があります。
    すげー音よかったです(^^

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  4. heli

    >うにさん
    どもです。ステレオ出力石のパスコンもzobelも最短距離で1点アースに落とすという話になると、実装がすっごく難しくなる感じです。
    アースの話はまだよくわかってないので、伊藤健一先生の本とかを読みながら少しずつ勉強を進めております。

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  5. ishiatama

    GNDの処理をどうするかはトランジスタアンプの悩みどころですね。
    >ステレオ出力石のパスコンもzobelも最短距離で1点アースに落とすという話…
    基礎トランジスタ…に書かれてあることですよね。私もあれを読んで「理想は確かにそうだけど、現実にはモノラルアンプ以外は不可能だなぁ」と思っています。現に黒田さんの製作記事でも、出力Tr近傍のGNDはセラミックCを介して高周波的に2点アースになる事を覚悟の上で、L/Rの各ヒートシンクに落としていて、直接シャーシに落とすのは整流コンデンサの付近だったと思いますが。

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  6. tsukawa

    >ishiatamaさん
    はじめまして
    確かにそうですね、フレームGNDとSignal(Analog)GNDは、
    別々にしたほうが製作しやすいし、
    左右のGNDも別の方がいいと思います。
    >へりさん
    という事で、基盤の真ん中にあるGNDを真っ二つに
    するというのはどうですか?

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  7. heli

    >ishiatamaさん
    改めて製作記事を少し読み返してみましたが、まだまだ見落としがあったようです(特に出力石近傍に落とす部分)。製作記事によってかなり実装方法にバリエーションがあるみたいです。
    基本的な考え方としては、
    ・低周波(音声信号)をシャシに流さない→1点アース励行
    ・高周波は最短距離で落とす→ヒートシンクへ
    てな感じでよいのでしょうか。
    >tsukawaさん
    よくわかりませんが、同一シャシでGNDを分けるとグラウンドループが出来たりしないでしょうか?(←まだよくわかってない)

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  8. tsukawa

    実装の方法にもよりますが、入力に接続した機器のGNDが一系統で、
    コンデンサによる?1点アースの箇所で、基盤からのGNDが
    1点アースの箇所に行かず、ヒートシンクの方に行ってたりすると
    確かに、片chに大信号が入った時、出力電流でヒートシンクから
    1点アースの箇所に生じた電位差で反対chへ入力を通してループ電流
    が流れます。失礼しました。

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  9. ishiatama

    >heliさん
    ・低周波(音声信号)をシャシに流さない→1点アース励行
    厳密にいうとNFBの比較基準点を明確にしてそれを乱すような大きな電流を流さないということだと思います。
    ・高周波は最短距離で落とす→ヒートシンクへ
    これはケース・バイ・ケースでパワーTr近傍のパスコンの中点をCを介してヒートシンクに落とさなければ寄生発振などを起こす場合があるんですが、特にその兆候がなければその必要もないかと思います。パターンだけCを介してシャーシに落とせるように用意しておいて、不要なら省けばいいのではないでしょうか。
    私の場合、ケースが絶縁物なんでそのままではヒートシンクが浮いてしまうため、パワーTr近傍のパスコンの中点に繋げてアースに落としてますが…
    URLの下の写真の黒い線の先はリング端子になっていて、温度補償Trの止めビスに共締めすることでヒートシンクをパスコン中点に落としています。(撮影のためはずしてますけど)
    >tsukawaさん
    はじめまして。
    そうなんですよね。パワーアンプ単独で考えるとLR GNDも分けたほうがいいと思ってしまうんですが、その先につながるものが一つで結ばれていると、結局ループを大きくしてしまうだけなんですよ。
    ところでheliさん、電圧増幅基板の入力ゲートが浮いているのが気になるんですが、入力にVRをつけてそこで落ちるようにするということでしょうか?

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  10. heli

    >ishiatamaさん
    丁寧な解説ありがとうございます。
    図に乗って質問なんですが、にせむらアンプではパスコン中点からヒートシンクに落とした後、さらにそこから底板もしくはシールド板までアースライン引っ張って1点アース、という理解でよいのでしょうか。
    (普通はパスコン中点から1点アース地点までアースラインでつなぐとともに、必要に応じてパスコン中点からヒートシンクに小容量Cを最短距離で落とす、という感じ?)
    ・・・まぁ、今回は結局1個のヒートシンクに出力石4つ取り付けて、文字通り何もかも最短距離で1点アースというのを愚直にやってみる方向に傾きつつありますが、でもこれは本当に小出力じゃないと無理ですよね。
    入力ゲートの件、シミュレーションの時に何かのいきさつ(?)で落ちてしまったようです(爆)。本番では発振・寄生振動止めのCRとかはきちんと入れるつもりです。
    入力部分にはVRとセレクタをつけようかな、なんて思ってます。
    余談ですが、今回のアンプを考えたきっかけは、3月でクリスキットがなくなってしまうこともあって、全くの初心者がトランジスタアンプ自作の世界に入ってくる道がまた一つ減ってしまう(というか、今やそんな道はほとんどないような)と思い、身の程知らずを承知で何かできないかなぁ、ということでした。
    そんなこともあって、エレキットの真空管アンプと同じように、CDプレイヤーなどをつないですぐ聞けるような仕様にするのがよいのかな、なんて思いました。
    などと言いつつ、作業は遅々として進みませんが・・・。

    返信
  11. ishiatama

    にせむらアンプの場合は”パスコン中点からヒートシンクに落とし”というよりも”ヒートシンクをパスコンの中点に落とし”という感じです。そのPOWER部のパスコンの中点が、下の基板の基準点(電圧増幅部の実装図でバスバー左から2つ目のランドが基準点になっています)に配線されています。その基準点からシールド板へリング端子つきの線材で落ちています。”いよいよ組み立て”の7番目の写真(基板を取り付けている写真)の基板の下、左側に黒い1本の線がシールド板に繋がっているのがそれです。
    >1個のヒートシンク
    私も 今回は小規模アンプのメリットを生かしてヒートシンク1つで理想の1点アースに挑戦してみては と思っていました。
    >入力部分にはVRとセレクタ
    いいですね、手軽に音楽が楽しめるアンプ
    私も以前は大掛かりなアンプを結構作っていたんですが、小出力でコンパクトにまとめたにせむらアンプで考えが一変しました。
    今後の進展に期待しています。

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  12. heli

    >ishiatamaさん
    どうも返事がすっかり遅れて申し訳ありません。
    アースの配線について詳細な解説ありがとうございました。
    私のような初心者には、細かな実装のノウハウが決定的に不足しているので、非常に参考になります。
    2月はいろいろあってなかなか作業が進捗しませんでしたが、完成に向けて少しずつでも前進していきたいと思います。

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