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D級AMP考 ~ パワーアンプに挑戦

先週、急にヨーロッパに出張になってしまい、部品の注文とかはなんとなくしそこねてしまいました。

出張中は、通勤時間が短かったり、テレビも見ても面白くなかったりで、ちょっとパワー・アンプを考えてみました。

D級パワーアンプは、出力段にMOS-FETを使うのが定番なのですが、ハイサイドのトランジスタの駆動方法や、ショート・スルー(貫通電流)の制御が難しそうで何度となく、考えては挫折してました。

まあ、昔のシャープのAMPの論文(技報)とか読むと、7次のΔΣ変換とか、恐ろしいことを書いているけれども、アナログ領域でD級AMPをつくるとなれば、また別なのですよ。

秋月電子の扱いのある、ハイサイドコントローラとかは、遅延が大きくてどうしようもないな…とか思ってたんだけど、リニアテクノロジ社の製品をみたらもっと性能がいいものがあって、LTSpiceで使えるモデルもある。

ということで、ちょこっと設計というよりは、アイデアスケッチみたいなものだけど、考えてみた。

ClassD_PowerAmp2014_11_07

Fig. 2014-11-07-1 差動型D級パワーアンプ


前回のヘッドホンアンプでは、CR積分にしているのだけれど、今回は完全差動型のOpAmpで積分回路にしてみた。ヘッドホンアンプでは、パワー段をCMOSロジックICにしたこともあり、スイッチングは、20MHz以上になる。この場合は、実はOpAmpを使った積分器より、CR型積分器のほうが(少なくともシミュレーションでの評価では)性能が良さそうなのだが、こちらの回路では、スイッチング速度はせいぜい4MHz以下にしかならなくて、そうなってくると、ちゃんとした積分器の方が性能がよさそう。

差動型の積分器の動作原理は、そのうち気が向いたら書いてみるけど、厳密な議論のためには結構めんどくさい。興味のあるひとは、完全差動OpAmpに関するTIのチュートリアル記事を見てベンキョーしてみて下さい。

性能評価に関しては、ここに。

 

テーマ:オーディオ - ジャンル:趣味・実用

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