2015/12/03

無帰還CIRCLOTRONパワーアンプの製作(3) 完全差動アンプ(FDA) Rev.2 ドリフトに悩む

FDAボード Rev.2ができました。
FDA rev.2ボード


ドリフト問題が解消できるかと思いましたが残念でした。

ドリフトはコモンモードとノーマルモードの双方に出て、ノーマルモード電圧は電源オン後1分くらいで1方向に100mVは動きます。その後もふらふらとしてます。

よく考えてみれば、カレントミラーで2石、CCSで2石これがホット・コールドの両方にあるわけですからそれらの倍、都合8石のトランジスタが綱引きをしてるというイメージになります。

これら8石をおとなしくさせなければ、ドリフトにより直流を完全差動増幅させることなどできない、という事が分かりました。 

やってみなければわからない、全く「めくら蛇に怖じず」ですね。

でネットでDCドリフトについて色々調べたところ。


  1. トランジスタの特性をマッチングさせる(Vbe、Hfe)
  2. 回路上でトランジスタ特性の素子感度を下げる。
  3. 温度、電圧環境を同じにする。
  4. ポットで調整する。
という対策を行う必要があるので、早速改善策を検討しました

1.特性マッチング

   汎用トラ2SC1815と2SA1015は依然テープで100個ずつ買ったのがあり。これから  
   各々20個ほど取り出し、Vbeのマッチングをしました。 
   実に地味な作業でした。hfeもやるかどうかは検討中です。

2.素子感度
   エミッタ抵抗110Ωに0.7V(トランジスタのVbe相当)かけていたのを、エミッタ抵抗値を820Ωとし
   また、基準電圧をTL431による5V電源に変更して、基準電圧変動を少なくすると共にVbe変  
   動の寄与率を下げます。これでトランジスタによる変動を7分の1にできるハズです。

3、温度と電圧環境の共通化
   ペアになるトランジスタの熱結合をしてなかったので銅箔テープで巻いてみましたがさほど効き目は
   ありませんでした。より強力にするため銅箔プレーンに接着材で固定するつもりです。 
   CCSは4個全部を一緒にしさらに温度補償用トランジスタも、と計5個をズラッと並べ熱結合する
   予定です。カレントミラーは1ペアずつの熱結合でよさそうなのでホットコールド単位で行います。
   これらが同一環境にできれば差動の働きでドリフトはキャンセルできるハズです。
   電圧面ではカスコード接続を続けます。

4、ポットでの調節
   コモンモードとノーマルモードのオフセット調節を当初より装備させましたが、完全に分離されて
   いない為にコモンモードの調節をするとノーマルモードのバランスを崩すような回路になってました。
   完全に独立させてお互いが影響しないようにします。

という事でこれら対策の為に又基板をRevision upさせる必要があります。Rev。3になります。

必要部品は注文したので電気関連は「待ち」状態です。その間、ケースの機械加工をする予定です。


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