GaN 単段アンプ その22021年02月18日 20時57分27秒

その後の経過を報告する。

まず、このアンプの要となる空芯コイルについてだが、オヤイデ電気から購入したUEW銅線(0.8mm)1Kgを使う。この姿で測定してみると45mH DCR=7Ωとなった。十分使える。将来はきちんとまき直すとして、とにかくどんな音が出るか早く聴きたかったので、そのままアンプにインストールした。これで素晴らしい音が出れば実に痛快だろうと思っていたら、本当にそうなった。

そのいっぽうで、いくつか問題も出てきた。
最初に構想した回路では、NFBを入力トランスの2次側に戻している。きちんと動作はする。しかしどうもなにか喉に小骨が引っかかる感じがあってすっきりせず、気に入らない。別の回路を考えることになった。

問題はNFBのかけ方にあるのだろうと仮説を立てた。そこでまず入力トランスをUTCからPO400601に交換した。このトランスは市販されておらず、以前たまたま手に入ったミキシングコンソールの出力に使われていたものである。

このトランスは、1次側に2回路のコイルが巻かれていて、インダクタンスが大きい方を入力に、小さい方をNFBの入力に使える。ちなみに2次側は600Ωスプリットとなっている。
いろいろ調整してフィクスした回路は以下の通り。
おなじみのブレッドボードに組み立てた姿のいくつかを写しておく。
メインの基板はご覧の通りに、入力トランスと数個の部品のみ。実に簡素なり。上方にVAR抵抗が見える。
増幅素子がGS66502Bであることの証拠を一枚。

作りっぱなしはよくない。性能を測定する。まずは矩形波のかたちから。測定条件は、入力10KHzで、8Ω負荷、出力は2Vp-p。
ご覧の通り、実に素直でくせがない。よい兆候である。
ゲイン 33dB
周波数帯域(-3dB)  20 ~ 42KHz
THD(%)
出力(W)   0.01  0.1   1     3

100Hz  0.20  0.34  0.70  1.44
 1KHz  0.16  0.06  0.13  0.83
10KHz  0.16  0.20  0.85  1.45

THD 5%を最大出力とすれば、5Wとなった。

空芯コイルの作り方2021年02月18日 21時52分11秒

単段アンプの回路がだいたい定まったところで、次の課題は空芯コイルを巻くことである。
これまでコイルを巻いたのは、中学生時代に短波ラジオをつくったときと、小学校五年の息子と一緒にゲルマニウムラジオを作ったときくらいである。いずれも手でぐるぐる巻けば、なんとかかたちになった。
しかし今回は規模が違いすぎる。かなり準備して取りかかる必要がある。

まずコイルのサイズを決めることが最初のステップとなる。ところが、ネットで検索すると単層コイルの計算方法はあっても、複層コイルの計算方法は出てこない。なかには試行錯誤で決めるしかないと書いてあるものもある。これには困った。
それでもなんとか調べてたら、TESLAのホームページに掲載されているのを発見した。
(画面はhttp://tesla-institute.com/%21app/sim/acic.phpより引用)
オヤイデ電気が掲載している情報に寄れば、UEW銅線1Kgはおよそ270m。この長さで最大のインダクタンスを実現する最小のサイズはなにか。計算させてみると、コイルの巻き幅は20mmから30mm。直径は110mm程度となった。これならば現実的な大きさとなる。

次の課題は、コイルの巻き枠と、巻き線治具をどうするかとなる。
このことについてある方から情報をいただき、感謝申し上げる。