フルバランス アンプ (X_Under bar)

ノイズの多い現代だからバランスアンプが必要となってきた

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プリント基板(PCB)の銅箔パターンの酸化を防いたり、ハンダ付けのし易さや自動ハンダ槽でのハンダブリッジを避けるため基板に緑色のソルダレジストを塗布します。

イメージ 1

ソルダレジストには、液状ソルダレジストとフィルム状ソルダレジストの2種類あります。作業性が良く塗布し易い液状ソルダレジストが殆どだと思います。

最近はソルダレジストもカラフルで基本色の緑色に加えて、赤色、青色、白色、黒色、艶消しの黒色、紫色、無色透明、と色んな色があります。
このソルダレジストがストレー容量(浮遊容量、寄生容量)を持っていて、高周波回路ではこのストレー容量が特性を悪化させる場合があります。

オーディオメーカーの中には、このストレー容量が音を悪くすると言うことでソルダレジストを使っていない(ソルダレジストを掛けない) メーカーもあります。
また、ソルダレジストの色ですが色付けの顔料でも音に影響があるそうです。

ソルダレジストだけではありませんが、ストレー容量の影響を受け易いのはインピーダンスが高い部分ですので、回路全体のインピーダンスを低くするのも効果があると思います。

JFETのシンボル

今回のシンボルはJFETです。
JFETを使用している回路図で、どちらがD(ドレイン)なのかS(ソース)なのか分かり辛いシンボルがあります。

下記の図①と図②です。
イメージ 1
このJFETのシンボルでは、どちらがドレインなのかソースなのか考えてしまいます。
回路図にドレインやソースと表記されていれば問題無いですがね。
ある程度回路が読める方なら問題無いです。

図③と図④の様に矢印の位置がソース側に有るシンボルならソースが分かります。
イメージ 2


図①と図②様にどちらが「ドレイン」か「ソース」が明確に表示されていないシンボルの場合は、ドレイン端子とソース端子を逆に接続しても問題無く動作する筈です。
※変な仮説です。

そこでJFETの構造ですが下の様な構造に成っていてドレインとソースが同じ構造です。
イメージ 3

そして実際のJFETのシリコンチップのパターンです。
イメージ 4
ドレインとソースが同じパターンです。
ドレインとソースを逆使いしても問題無い様ですね。

ドレインとソースを逆接続したデータが有りました。
イメージ 5
ほぼ同じです。

結論としては、ドレインとソースを逆に使ってもJFETは問題なく使えます。

ただ、条件が有ります。
このJFETのシリコンチップのパターンが対称的であるオーディオ帯域用のJFETに限ります。高周波用のJFETはドレインとソースの構造が違うので逆接続では使えません。

JFETを差動接続で使う時に熱結合をしますが、この場合ドレインとソースを逆接続で使うと配線が楽に出来ます。
イメージ 6
・右側がJFETを熱結合のため接着剤で接着したJFETです。


回路を説明する上でこの様なアンプやオペアンプのシンボル(記号)を使う時があります。
イメージ 1

このシンボルは理想のアンプや理想のオペアンプを表す場合が多いです。
イメージ 2
理想とは入力インピーダンスは∞(無限)Ωで、出力インピーダンスは0Ωです。

アンプのアース(GND)については過去に色々と書きましたが、ここでは直流(DC)のアースと交流(AC)のアースについて考えてみましょう。

先ず、ここにプラス・マイナスの電源が有ります。
イメージ 1
そして電源には必ず電解コンデンサのデカイのとフイルムコンデンサが接続されています。

何故して電源には電解コンデンサが必要なのでしょうか?
先ず一つはダイオードで整流された後の脈流電圧の平滑化(平滑回路)です。
コンデンサが電気のタンクの役目をして電力が足らなくなったらタンク(コンデンサ)から電力を供給して電圧をある程度安定にさせる事が出来ます。
二つ目が電源のインピーダンスを下げる役目があります。(理想的には0Ω)
インピーダンスと言うと交流(AC)抵抗です。
プラス・マイナス電源では、直流(DC)的にはプラス端子・マイナス端子・アース端子の3端子でアンプに電力を供給していますが、交流(AC)からは1端子に見えます。

交流(AC)的に考えるとプラス端子もマイナス端子もほぼアースと同じと考える事ができます。

では問題です。
下記のアンプの入力に抵抗R1(100kΩ)と抵抗R2(100kΩ)が接続されています。
このアンプの入力インピーダンスは何Ωでしょうか?
イメージ 2
※このアンプの内部の入力インピーダンスは理想の∞Ω(無限Ω)として考えて下さい。


答えは、100kΩ//100kΩ=50kΩです。(100kΩと100kΩの並列)

難しいので少し書き換えてみました。
交流で考えると電源のプラス側とマイナス側はアースと見なせるので以下の回路と同じになります。
イメージ 3
交流的にはコンデンサでアースにショートされた状態になります。

この様にアースだけでは無く、電源のプラス側とマイナス側もアースと同じ様に扱う必要があります。

以前にもESR(等価直列抵抗)の測定をしましたが、今回はWIMAコンデンサを何種類か購入しましたので測定してみました。

最初は0.1uFのコンデンサです。
MKP4とMKP2のポリプロピレンのコンデンサと手もとに有ったEROのコンデンサ、こちらはポリエステル系だと思います。

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MKP4は端子ピッチ違いで10mmと7.5mmの比較です。

測定結果です。
イメージ 2

WIMAの三種類とも同じ様な特性です。
ポリプロピレン系はESRが小さいですね。
※100Hzは測定時に数値が安定していませんでしたので参考値として下さい。
※測定サンプル数は、各5個です。

次は、0.22uFです。
こちらは、MKP4のロット(製造番号)違い、AとBに成ります。そしてMKP2です。
それと上と同じEROのMKC1862です。

イメージ 3


測定結果です。
イメージ 4

こちらも0.1uFと同じ様な結果と成りました。
ロット(製造番号)違いによるバラツキも少ない様です。
※100Hzは測定時に数値が安定していませんでしたので参考値として下さい。
※測定サンプル数は、各5個です。

これらのデータからWIMAコンデンサのMKP2、MKP4(ポリプロピレン系)は形状違いでもESRが良い様です。 (どれも同じ様な特性でした。)
ポリプロピレン系のコンデンサは如何しても形状が大きく成ってしまいますが、WIMAコンデンサは他社より形状が小さく特性(今回の場合はESR)も良く使い易いコンデンサだと思います。

昨年、ネットで安いWIMA MKP2の0.1uF/250Vを200個ほど購入したのですが、見た感じ偽物の様でしたが今回の測定で大丈夫そうです。
安心しました。

イメージ 5
※全体的に文字の印刷が薄いと言うか文字が剥がれています。


過去の測定データはこちらをご覧下さい。

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