A級バランスHPアンプ製作(製作編22)

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製作編22

ゲイン変更後の確認で、4チャンネル目のヘッドフォンアンプで不具合が発生したため、原因を特定して修理します。

おさらい

ヘッドフォンアンプのゲインが高すぎて、ボリュームの調整範囲が狭いためゲインを9.2倍から2倍に下げました。4チャンネルあるヘッドフォンアンプの最後のチャンネルの動作確認で、出力が-9Vに貼り付く不具合が発生しました。ゲイン変更の作業時のミスを疑い、基板を外して確認を行いましたが目視の範囲では特に異常は見つけられませんでした。最初にゲインを1倍まで下げた際の動作確認で発振しましたが、その時に過電流が流れてトランジスタがとんだ可能性もあります。

原因特定1

仕方がないので、基板を再度シャーシに取り付けて、電圧増幅段の電源(+/-12V)のみを入力して、各部の電圧の確認を行いました。この基板には正常に動作しているチャンネルのアンプ(amp3)も実装されているため、正常回路の電圧の確認もできます。

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早速電源を入れて確認を行います。終段の電源が入っていないため正常に動作している回路の電圧も通常動作時と異なります。各部電圧は正常動作しているamp3と修理対象のamp4の両方の電圧を確認しました。下記が確認結果です。黒文字表記は通常動作時の電圧で、朱文字が今回確認時のamp4の、朱文字括弧内がamp3(正常回路)の電圧です。

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各数値を確認していきます。初段差動アンプの総電流は2mAと正常レベルです。但し、差動アンプの両出力電圧が電源電圧に貼り付いていることから、負荷抵抗に電流が流れていない事がわかります。この初段の2mAはどこから流入しているのでしょうか?2段目の差動アンプの総電流は、エミッタ抵抗に電圧ドロップがないので流れていません。しかし、ドライバにつながる負荷抵抗の電圧ドロップからこの負荷抵抗には約4mAの電流が流れています。終段のバイアス用のトランジスタの両端には電圧がかかっていないため、ドライバのベース回路から流入しているとしか考えられません。さらにその電流は終段のベースから流れ込むとすると、この回路付近(2段目~終段)の電圧のつじつまがあいますが、その電流を供給可能なラインは帰還抵抗しかありません。仮に帰還抵抗から4mA流れ込むとすると、帰還抵抗の両端電圧とつじつまが合いません。ここでこの推論は破綻してしまいました。このままやっていても埒があかないので、再度基板単品で検討を行うことにしました。

原因の特定2

再度基板を取り出して、部品面、半田面を自由にプローブで当たれる用に基板にスタッドを取り付けました。

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電源はユニバーサル電源から供給します。終段(+/-6V)の供給のオンオフが簡単にできるので検討には好都合です。いつものとおり、過電流保護を設定しました。+/-12Vは100mAに、+/-6Vは200mAに設定しています。

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確認は帰還を外して各段ごとに行うことを考えています。初段の単体確認を行う時の2段目の入力の処理はどうすべきか悩みます。エミッタとショートして2段目のトランジスタをカットオフさせておけば問題ないでしょうか?その際に終段の電源はオンしたら問題ありそうです。具体的な対応は、仕切り直して次回に行います。次こそ原因を特定して修理を終わらせたいとおもいます。

あとがき

9月の末から台湾旅行(この記事を書いている前の週末に2泊3日で強行)進行を組んでいました。オーディオイベント記事も含めて8記事分です。8記事分の最後が今回の記事でしたが、見ていただいたとおり少し息切れしてしまいました。次回からは通常の進行に戻ります。以上、今回進展が少なかった事の言い訳でした。

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つづく(製作編23)