今まで何台かSony MU-A051という業務用パワーアンプをヤフオクで入手しました。 

信頼性重視の設計で、非常にゆとりのある部材の使い方で好感を持ちました。 

低損失のトロイダル・トランスをチャンネル別に使い、整流のコンデンサはAudio用です。 

放熱器も出力(8Ωに対してたったの30W)の割に大きく、且つパラ・プッシュとなってます。 

これまで、これを少し改造してDCアンプにして使っていました。(良質なアンプです)

 

これをベースに改造して更に音の良いパワーアンプを作ります。(目標最大出力5W程度)

 

【設計の方針と内容】 

1.電源トランスは、元は並列接続ですが、直列接続とし、且つ片方の巻線だけ使います。

   片方の巻線だけを両波整流し、1/2分圧して中間電位を作ってGND用とします。

   BTL方式のパワーアンプとする事でスピーカ出力を取り出す電流はGNDに流しません。

   アンプへ印加する電源電圧は、元の1/4以下となり、小出力で且つ低消費電力です。

   目標は最大出力5Wなので、これで十分です。(普段は最大でも0.1W出ていません。) 

2.回路構成は、極力「出力段の音声電流の変動」が電源に流れないように工夫します。

   電源回路の音質に与える影響は無視出来ません。(トランス、ダイオード、電解コン等)

   会社でHiFiアンプの設計をしていた頃、電解コンデンサの音色の違いに驚きました。

   スピーカ電流は電源電流の変化として電源回路を流れます。(果ては発電所!)

   電流変化を抑える事が出来れば音質が向上し、無駄なコストの上昇を抑えられます。

   採用した方式はA級BTLで、必ずしも最大出力までのA級動作は欲張りません。

   普段のピーク出力は0.1Wも出てないので、1W出力までA級動作させる事にしました。

   BTLアンプの場合、正相と逆相の各アンプの電源電流の位相は逆になります。

   A級の場合は電源電流は歪まず、位相が逆なので、電源回路の電流はDCになります。

   この状態で動作させれば、スピーカに流れる電流は電源回路の影響を受けません。

   理想的動作ですが、代償はアンプの回路数が2倍、A級なので消費電力大となります。

   正相側は非反転回路、逆相側は反転回路としたのですが、なんとなく気に入りません。

   正相側の帰還回路がGNDに僅かながら信号電流を流すのはスッキリしません。

   又、プリアンプから見た負荷抵抗が小さい(約9.7kΩ)のも何とかしたいところです。

   次回作では、もう少し考えたいと思います。 

3.電圧増幅段には、入力側に与える制約が少ないFET入力OPアンプICを使います。

   今の時代は低歪・ローノイズ・低オフセット電圧の品が安価で入手出来、有難いです。

   今回は、BBのOPA2134を使いました。(昔はTL072やLF353位しかなかったです。)

   昔(40年位前)の私なら入力にはDualFET、段間と出力にも最適なFETを使うところです。 

4.背面パネルを改造してRCA入力端子に変更します。 

5.音声信号が通過する抵抗は極力音質低下の少ないものを選びます。

   昔入手した進工業の角板型金属皮膜抵抗器を使っています。(銅リード) 

6.電源ON-OFF時のノイズ防止・短絡保護にカチカチと煩いリレーを使わずに済ませます。

   低電源電圧で動作するOPアンプを使い、BTL構成とする事でポップノイズは出ません。

   Q2,Q6に流れる電流がQ4,Q8の最大ベース電流となり、出力短絡も問題ありません。 

7.スピーカの微小信号リニアリティーを改善する為、後からDC付加機能を追加しました。

   これについては後日改めて触れる予定で、余韻の長さに大きな影響がありました。

 

【内部の基板の様子】 

≪左≫元の状態  ≪右≫作成した回路に総入れ替え

 

【回路図】 

回路は、OPアンプICのお陰で割と単純・簡単ですが、パワー・ユニットは独自構成です。 

電源電圧が非常に低いので一般的なダーリントン回路ではロスが多く出力が下がります。 

ロスの少ない異極性ダーリントン回路を採用し、Q1,Q4,Q5,Q8を放熱器に取り付けます。 

その効果で終段のアイドル電流は[時間の経過][温度の変化]にも非常に安定しています。

 

【出来上がりの外観】 

パネルの色は、黒⇒深い青に塗り替えましたが、文字入れはしていません。

 

【性能】 

■出力5W時の入力電圧は0.97V 

■F特はDC~20kHzで平坦 

■残留ノイズは0.18mV 

■出力5W時の1kHz歪率は0.002%以下 

■1kHzで1V出力時の出力抵抗は0.01Ω(DF800) 

■容量負荷0.01μFで発振せず 

■DC付加量は0Vから最大+210mVまで連続可変 

■消費電力は25W(無信号時) 33W(5W x2出力時) 

 

 

歪感少なく、定位良く、空間の拡がり良く、非常に良好で、個人的には大満足です。 

(勿論、元のMU-A051の改造DCアンプの音よりも大幅に良くなったと思います。)