トランジスタアンプの製作

トランジスタアンプ写真
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はじめに

ぺるけ氏のサイトhttp://www.op316.com/tubes/mw/index.htmに掲載されている、トランジスタ式ミニワッターPart2の作成記事です。部品調達その他の都合で、部品や回路が若干変更されています。

ぺるけ氏は自作真空管アンプの書籍も著されている著名な方で、サイトにも多くの真空管アンプの作例が掲載されていますが、1Wクラスのパワーアンプ(ミニワッター)については真空管だけでなく、トランジスタアンプの製作記事もあります。その中の、ミニワッターPart2というのが、当時のトランジスタラジオに使われていた回路と基本的に同じということもあり、ラジオ修理の勉強もかねて、作りました。

トランジスタラジオの低周波増幅

最近の一般的なラジオはほとんどがICをメインに使っていると思いますが、トランジスタラジオの時代は、廉価なボーイズラジオと呼ばれる、性能が今一つなものを除いては、AMラジオは、6-8石トランジスタを用いたスーパー(ヘテロダイン)というのが基本形でした。このタイプのラジオには、3-4石ぐらいが低周波増幅につかわれており、パターンとしては以下のような感じに分類されます。

トランスはサイズも大きく、高価なパーツで、信号のラインにいれると周波数特性が狭まることから、トランスを使わない増幅回路というのは、いろいろな面でメリットがありました。(2)と(3)はスピーカーに繋がる出力ラインが一本となるため、一般にSingle Ended Push Pull(SEPP)と呼ばれています。今回作成したアンプもトランスが排除されたもので、前半が2段増幅、後半は(3)のタイプのラジオと同様の回路になっています。

ソニーラジオの低周波増幅回路

ソニーのトランジスタラジオの電力増幅回路の推移は、以下のような感じではと思います。

昔のラジオの増幅回路と違うところ

高音質を目指すオーディオアンプは、初段の電圧増幅の部分には、普通のエミッタコモンではなく、差動増幅と呼ばれる回路を使うのが一般的だそうです。更にその差動増幅の部分には、入力のインピーダンスが高いFETを使うことが多いみたいです。ぺるけ氏のミニワッターはPart5まであり、Part3からはその部分は差動増幅回路になっています。(更にPart4からは、初段の作動増幅にはFETが使用されています)。これに対しPart2は、昔のラジオ同様、通常のエミッタコモンの電圧増幅回路が使われています。ただ、一般的なラジオよりも音質重視な設計で、主な点として以下のようなところが工夫されているとのことです。

オリジナルからの変更部分

一部の電子部品が変更されています。表面実装が主流になって、単体のトランジスタも足の生えているタイプは、年々生産中止の品番が増えているようです。記事に使用されているパーツは、当時は入手容易という面も考慮して選択されたそうですが、本機を制作した2015年時点でも、量販店で簡単に買えなくなっているものもありました。

オリジナルは、最低限の構成でそこそこの音質を求めたもののようですが、あんまり音の良し悪しがわかる方でもないので、簡単・手軽さを重視して、基本的には、秋月電子等で安く買えるもので進めました。それに伴い、多少回路を変更しています。

製作、その他

アンプ回路図
プッシュプルのバイアスは左のように変更しました。半導体会社から無償で提供されているLT SPICEという回路シミュレータを使ってみました。中学生の頃、工作していた時代からの隔世の進歩を感じます。トランジスタのデータが不十分なので、きちんとした結果はでないとは思いますが、参考と勉強になります。
バイアスと歪
バイアス調整用の抵抗R13ですが、トランジスタ等のデータが不足で絶対値は当てにならないのかもしれませんが、最適値というものはありそうです。シミュレーションの結果から3~5Ωあたりが歪率がよさそうな感じです。オリジナルのバイアス電流の設定値は60-70mAということも鑑みて、5Ωとしました。実際の回路のバイアス電流については実測値は60mAで、ほぼシミュレーション(63mA)通りの値でした。
アンプ組み立て写真
基板上の配置です。ケースは基板に合わせてジャストフィットのものを購入しましたが、結果的にはやや窮屈でした。コンデンサーは音質面で普通品推奨とありましたが、あんまり価格も変わりませんし、高さ的なスペースも余裕がありましたので、なんとなくの見た目と気分を優先で、オーディオ用とされているものを使いました。
アナログディスカバリー
ANALOG DISCOVERY-2を買いました。シグナルジェネレータ、オシロ等、いろんな機能があります。周波数特性等の各種測定で活用されました。
アンプ基板の様子
コンパクトなものですが放熱板を付けています。昔のトランジスタラジオもちょっとしたものがよく取り付けられています。スペースが狭くて普通のプラスねじとかが使いにくいので、六角頭のねじを使用しています。
周波数特性
周波数特性は、おおむねオリジナルの値を再現していますが、1MHzにかけての減衰がやや大きくなっています。オーディオ再生には全く問題のない特性かと思います。測定に際してきちんとしたプローブを使っていませんので、その影響でしょうか。

評価


2017/11/19
Last update: 2021/12/04

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