まさはる's Weblog
2025年8月11日
オーディオアンプ回路をブレッドボードで作ってみました（その３）
Category : Electronics / Posted at 2025年8月11日 18:23前回、1Wの出力を目指してAB級アンプを作ったのですが、出力を8VPP出そうとするとクリップしてしまうので、電源電圧を含め色々と見直してみました。
で、いずれ音を出してみたいと思っていたので、ちょうど秋月電子通商で販売されている安価な8Ωのスピーカーユニットを2個購入しました。
8Ωのスピーカーユニット
返品不可の商品なのでどこか傷んでいるのかと思いましたが、綺麗できっちり作られています。アクティブスピーカーか何かの余り物なのでしょうが、ちょっとお得な感じです。
基本的な回路構成は前回のものと変わりはないのですが、発振したことから、R9を100Ωから1kΩに変更したことと、C9を追加したことが割と大きな変更点です。その他には、8VPPでも出力波形がクリップしないよう、電源電圧を12Vから16Vに上げてあります。
AB級アンプ（その3.4）
ブレッドボードを7枚使って、左から電源回路と正弦波発生回路、左チャンネルと入力部、右チャンネルという配置になっています。ちなみに、（その3.4）となっているのはボツにした3.1〜3.3があったためで、主に電源回路を強化しようとしていたのですが、その電源回路がやたらと電気を使うのでシンプルなボルテージフォロワに戻しました。
電源電圧（CH1（黄色）は+、CH2（水色）は-）
上のグラフは電源電圧で、負荷に合わせて変動しています。これは安定化させていない為ですが、電気をあまり使わずに安定化させるのが今後の課題です。
正弦波発生回路の出力（CH1（黄色）はA点）
正弦波発生回路は2回路入りオペアンプの一方をウィーン・ブリッジ発振回路に、もう一方を出力電圧調整用のアンプに使っており、出力は2VPPに調整してあります。
Lチャンネルの電流増幅回路の入力と出力（CH1（黄色）は入力のB点、CH2（水色）は出力のC点）
Rチャンネルの電流増幅回路の入力と出力（CH1（黄色）は入力のB点、CH2（水色）は出力のC点）
ようやく、1W+1WのAB級アンプが出来ました。一番苦労した所は発振を止めることで、対策にたどり着くまでかなり時間がかかりました。ちなみにこの回路はエネループ8本使いで9.6Vの電源電圧でも動作するのですが、ボリュームを上げ過ぎると出力波形がクリップするので注意が必要です。電源電圧を下げて使用する場合は、増幅率を決めているR8の値を見直す必要があります。
スピーカーを繋げて音楽再生中
安定化電源からDC16Vを入れて、CDプレーヤーのアナログ出力を入力に入れてみました。スピーカーが裸使いなので、まともな音ではありませんが、特にノイズは聞こえないので、まぁ、それなりって感じです。うちのスピーカーに繋げれば、音の比較ができるのですが、インピーダンスが4Ωなことと、壊すともう手に入らない物なので、よほどの自信作でも出来ない限りやめておこうと思っています。
AB級アンプ（その3.4）
出来た余韻に浸れるよう、斜めから写真を撮ってみましたｗ。出力カップリングコンデンサのニチコンの無極性電解コンデンサ（緑のコンデンサ）が大きくて目立ちます。だいぶ前に購入していたのですが、これまで出番がなく部品箱に入れたままになっていたので、ここぞとばかりに使ってみました。
まぁ、余韻はこれぐらいにしておいて、エネループ8本直列使いの電源に変えてみました。
Lチャンネルの電流増幅回路の入力と出力（CH1（黄色）は入力のB点、CH2（水色）は出力のC点）
充電直後のエネループなので10.5Vぐらい出ていますが、出力波形（水色）が歪まない出力電圧は±2.5V、5VPPぐらいなので、
P = VPP^2 / (8・RL) = 5^2/(8×8.2) = 0.38W
と、出力はだいぶ低くなります。まぁ、電圧が低いので仕方ないのですが、このボリューム位置でスイッチング方式の安定化電源からDC16Vを供給してみると、
Lチャンネルの電流増幅回路の入力と出力（CH1（黄色）は入力のB点、CH2（水色）は出力のC点）
上のグラフの拡大図
...トゲトゲです。電池で運用すればトゲトゲとは無縁ですが、世の中スイッチング電源だらけだと思うので、解消できるか試行錯誤してみたいと思います。
（その後...）
よく考えてみたら、うちのスイッチング方式の安定化電源のノイズを直接見たことがなかったので、100kΩの負荷抵抗に12Vをかけてオシロスコープで見てみました。
スイッチング電源の出力
横軸の1マスは10μsになっており、ちょうど10μs毎にノイズが出ています。どうやらこれがアンプの出力に乗ってトゲトゲにしているようです。こうなると、トランスを使った従来型の電源だとどうなるのか興味が出てきたので、試しにやってみました。
測定状況
トランスを使った従来型の電源の出力
うっ、あまりにも差があり過ぎる。たまにノイズの小さな点が見られますが、それ以外は真っ平でとてもきれいです。あのノイズだらけの電源をこんなふうにするのは多分無理だと思うので、電源から考え直す必要がありそうです。
