strvさんのフルディスクリートD級アンプDPA01を組み立てました。
出力端子を買ってくるのを忘れたのでケーシングは諦めて（＝スピーカーにつなぐのは諦めて）、5.2V駆動させてヘッドホンを鳴らして遊んでいました。ヘッドホンだとD級独特の「ジー」ノイズが聞こえてしまうのはご愛嬌ですが、これが結構ちゃんと鳴るんです。
さすがにジー音がひどいのでパワースイッチと、信号段の間に100Ω+100uH+フェライトビーズのいつものフィルタと16V 680uFの電解×２、16V 100uFのOS-CONを入れました。
D級特有の中域の明瞭感があり、その点だけとればどのアナログアンプよりも優位。ただし、D級のジー音がどうにもこうにも……なので、同じようなものを作ってしまえ！と（苦笑）
フィルタが8Ωの純抵抗負荷用に設計されているので*1、「12V駆動して出力を6Ω+2Ω（=8Ω）で終端し、分圧。これの2Ω側と並列にヘッドホンをつなげると良い感じで鳴る」（作者のstrvさん談）とのことです。
いつもどおり電池２本です。バカの一つ覚えここに極めたり（苦笑） ……といいたいところですが、D級ヘッドホンアンプを製作する場合、電源電圧が高いと色々と問題があります。
この点で電池２本というのは悪くない選択です。
よくある三角波生成回路を使って、バッファを使わずオペアンプで直接出力してみました（笑） そのせいで上のDPA01よりマシですが「ジー音」との戦いになってます。諦めたらバッファ付けます^^;; 回路原理はDPA01とまったく同じなのでstrvさんの同人誌「HPA&Analog Vol.6」を読んでください（苦笑）
使えるオペアンプですが、確認したところで２つです。
スルーレートの高いオペアンプでないと、高周波の三角波がうまく生成できませんし、最後のH/L出力も立ち上がり波形や立下り波形が鈍ったり、三角波の波形が崩れると、音の明瞭感が損なわれ混ざったり、場合によっては歪んだ音になります。またU2はオーバーシュートが少なく、しかもある程度電流が取れる高速オペアンプが必要になります。*2
発信周波数は「C 470pF」を330pF～2200pFぐらいに変更すると色々変わります。積セラではなくフィルムコンを使ってください^^;; 発振周波数を100～200kHzまで下げればAD8656等の他の（レールtoレール）オペアンプで動作します。
| オーバーシュートと波形歪み | それなりにうまく動作中 |
|---|---|
 |  |
色々述べましたが、この回路はあくまで実験回路です。現状、結構良い感じには鳴っていますが、ジー音との戦いとか色々あります。試したらぜひコメントください。
たまにはみんなで公開実験して回路を改良して行きましょう（笑）
高域ノイズみたいのは対策して消せたのですが、ホワイトノイズが消せない……。
バッファオペアンプ兼コンパレーターが、負帰還をかけないと電源以上にノイズを出してしまうことが分かったので（しかも音声帯域のホワイトノイズ（苦笑） ……出力に直接乗ってるのか、スイッチ動作のゆらぎに混ざってるのかは不明）、諦めてMOS-FETで出力バッファを組む予定。
ホワイトノイズ発生源を調査していたら、基準となる三角波が原因だったので（ファンクションジェネレーターで三角波を入れたらホワイトノイズが激減した）、カプリングコンデンサC6を入れ、R4とあわせてカットオフ34kHzのHPFを構成し音声帯域のノイズを三角波から消したら見事に解消。*4
C7は「キー音」ノイズ対策で、前から入れたあったけど秘密にしておくのも何なので公開。オペアンプ側から漏れ出すスイッチノイズを逃す役割があります。ボリュームを10KΩ以外にする場合は値を変えてください。*5
動作確認オペアンプは次のとおり。
上にあるとおり高速オペアンプ以外では動作しません。電圧は電池2本～オペアンプの耐圧が許せば高くても大丈夫みたいですが*6、せいぜい電池４本ぐらいで。抵抗はカーボン抵抗で充分（笑）
フェライトビーズがなければ省略してください。出力フィルタの47uHのコイルは直列等価抵抗が2.4Ωあるものを使いましたが、パワーコイルを使うと100kHzぐらいの共振が強く出るので、直列に2.2Ωぐらい入れたほうがよいかも知れません。コンデンサは言うまでもなくフィルムコン。
ヘッドホンによるかもしれませんが、あのヘッドホンアンプより音良かった（苦笑） 色々研究して後日記事にまとめますが、速報としておいておきます。
ちなみに、あのヘッドホンアンプの改良型回路も考え中なんだけど、どうしたものか（苦笑）
特殊な部品は何も使ってませんし、オペアンプも国内通販で手に入りますし、誰か作りませんか？*7
あくまで実験中の回路です。不具合等々は覚悟の上で作ってください^^ これをベースに色々いじりたい人向け。
2011/09/28 ※本稿はC79でのstrvさんのサークル同人誌への寄稿原稿を元に書き起こしました。
寄稿原稿のpdf版 : strv-c79-nabe.pdf
2011/07/17 ※2012/12/28 回路図Ver1.4を掲載。全面的に修正。
※2012/02/07 サポート情報に内容追加
音がいいらしいと評判の TPA3110D2 を使ってD級アンプを製作してみました。
キット委託中です。
ゲイン20dB(10倍)。
| 部品番号 | 部品 | 数 | 備考 |
|---|---|---|---|
| U1 | NJM7809 | 1 | ３端子レギュレータ9V |
| U2 | NJM7812 | 1 | ３端子レギュレータ12V |
| U3 | TPA3110D2 | 1 | D級アンプIC |
| FB1,3-6 | 電力用フェライトビーズ | 5 | MI1206K601R-10。3216サイズ/1.5A/600Ω |
| FB2 | フェライトビーズ | 1 | MMZ2012R102A。2012サイズ/500mA |
| L1 | パワーコイル 100uH/1.4A | 1 | 12RS104C |
| L2 | チップコイル 100uH/40mA | 1 | GLCR2012T101M-HC |
| R1 | 100kΩ | 1 | カーボン抵抗、チップ抵抗 |
| R2 | - | - | 未実装 |
| R3 | 10kΩ | 1 | カーボン抵抗、チップ抵抗 |
| R4 | - | - | 未実装 |
| R9 | 220Ω | 1 | ノイズ除去用抵抗（何でも） |
| C1-C4 | OS-CON SEPC 16V/470uF | 4 | 固体コンデンサ |
| C7,C8 | OS-CON SEPC 16V/100uF | 2 | 固体コンデンサ |
| C9-C12 | PSチップフィルム 0.22uF | 4 | ECP-U1C224MA5 |
| C13-C16 | PPSチップフィルム 2200pF | 4 | ECH-U1C222GX5 |
| C21-C24 | PSチップフィルム 1uF | 4 | ECP-U1C105MA5 |
| C31-C37 | PSチップフィルム 0.1uF | 7 | ECP-U1C104MA5 |
| C41-C47 | PPSチップフィルム 0.01uF | 7 | ECH-U1C103GX5 |
| C51-C57 | PPSチップフィルム 1000pF | 7 | ECH-U1C102GX5 |
| C61,C62 | 積セラ 0.01uF/X8R/50V | 2 | チップ積セラ |
| C63,C64 | 積セラ 0.1uF/X8R/25V | 2 | チップ積セラ |
| C5, C6 | 積セラ 1uF/X7R/25V | 2 | チップ積セラ |
| D1-D16 | ショットキーバリアダイオード | 16 | 20V以上、1A程度流せるもの |
LT3582は2.55V～5.5Vの単電源から正負電源を生成できるICで、出力電圧はプログラミングできます。予め12Vに設定されたICを使って±12VのDCDCコンバータを製作しました。
前作ったやつと基本的には同じですが、基板を起こし直しました。PCM2702-v2 DACのDCDC部分を取り出したような感じですが、多少調整しています。
| 入力電圧 | 2.55～5.5V |
|---|---|
| 出力電圧 | ±12V |
| 出力直流等価抵抗 | 約5Ω |
| 大きさ | 縦横 約20.5mm / 厚み 約4.3mm |
| 出力電流 | 50mAぐらいまで / 絶対定格130mA（L3,L4の制限） |
このボードは出力にLフィルタが付いているため、直流等価抵抗を持ちます。出力電流に応じて電圧降下が発生します。
| 番号 | 概要 | 型番 |
|---|---|---|
| U1 | DCDC IC | LT3582-12 |
| C1,C2 | 積セラ 10uF/16V/X5R | EMK212BJ106KG-T |
| C3,C4 | 積セラ 10nF/25/X7R | - |
| C5,C8,C9 | 積セラ 1uF/16V/X7R | EMK107B7105KA-T |
| C6,C7 | 積セラ 47uF/16V/X5R | C1210C476M4PACTU |
| D1,D2 | SBD 30V/2A/0.37V@2A | CMS06(TE12L,Q,M) |
| L1,L2 | パワーコイル 10uH | NR6028T100M |
| L3,L4 | チップコイル 100uH/4.5Ω | GLCR2012T101M-HC |
| F1,F2 | フェライトビーズ 1kR | MMZ2012R102A |
入力に大きめのコンデンサと出力フィルタつけてある以外、ほぼデータシード通りです。*1
元々C6/C7も10uF、L3/L4に10uHや47uHを使っていたのですが、いざアンプにつないで試聴テストをすると音がガヤガヤするので、47uF/100uHに変更。DC安定度は少し悪くなるのですが、簡単にみた感じでは電池とそんなに変わらないかという感じでした。
いつものヘッドホンアンプを熱暴走しないよう定数変更*2して使いましたが、両チャンネルで50mAぐらい消費して、このとき入力は4V前後で400mAぐらいになります。
実際100mA程度までは動作しないこともないのですが、電池（エネループ）では電流不足のとなるため50mAぐらいが限界の模様。また電流を多め（100mA～）に取ったとき、5Vを超えると動作が不安定になることがあります。入力側のコンデンサを増やすことで改善するかもしれませんが未テストです。
追加情報があれば随時掲載します。委託頒布はこちら。
某DACのオペアンプを載せ替えて色々遊んでいたのですが、DACの音が向上してきたためTPA1517アンプ（加筆済）で音質比較するのが厳しくなってきました。そこでキット版より音が悪いユニバーサル基板回路をあれこれ改修してたのですが、分かったことを少しまとめておきます。
いずれもパナソニック製チップフィルムコンデンサ。
C3,C4にECPU 0.1uFでパスコンを打ちました。0.1uFのパスコンは昔から非常によくやられますが、それほど効果があるのか疑問でした。結果明らかに音がよくなりました。
３端子レギュレータ１次側にも10uF/1uF/0.1uFの積セラを入れたのですが、この部分だけ単独で試さなかったため効果は未確認。多少は効果あると思います。*1
個人的にはカップリングコンを全く使わないのであまり知らなかったのですが、電解コンデンサなどのカップリングコンに「ECPU 0.1uF」などをパラ挿入すると音質が大きく改善します。（電解コンはどうしても高域が苦手/固体コン除く）
ECPU 1uFにも同じことができるという話を耳にし、C5,C6のECPU 1uFと並列にECPU 0.1uFを付けたところ、明らかに音質が改善しました。
ECPU 1uFはフィルムコンデンサでもともと（電解と比較して）高周波特性が優れます。そこに0.1uFを付けて変わるものかと半信半疑でしたが、かなり驚きました。0.1uFがちょうどいいかは分かりませんが、0.01uFでは改善効果は弱くダメでした。
ECHUの100pF/330pFはDACのLPFで使用して、知っている小容量フィルムコンの中で一番音質が優れていることは実感していました。容量が大きいとどうなるのか興味が湧いてECHU 0.1uFを購入してたものの何ヶ月も放置されていました。
C5,C6につけてあるECPU 0.1uFのうち、C5だけECHU 0.1uFに交換してみました。音声信号ラインとはいえたった1箇所です。差はハッキリと現れました。音がおとなしく丸くなったような感じです。
正直期待はずれかと思いましたが、さらに念入りに比較していると面白いことが分かってきました。
LT1037ACNを使ってる時も感じることなのですが、ボーカルなどの張りが消える傾向があります。だから聴きなれた音と比べると若干違和感があったりするのですが、聴き馴染んでくるとこの音の良さが分かってきました。
こんな話をしたら早速「ECHU 0.1uFはちょっとなあ……。ECPU 0.1uFのほうがいい」というツッコミが来ました（苦笑）
何をもって音が良いとするかは人それぞれですが、このブログでは一貫して
複数の音が混ざらないことを最優先する
ECHU 0.1uFに変更したときもう１つ感じたことがあって、それは「わずかに音が小さくなった」ということでした。経験則として、ボリュームをいじってないのに音が小さく感じたときは大抵複数の音が混ざらない方向に進んでます（ハイ上がり等で帯域バランスが狂ってない限り）。
ECHU 0.1uFよかったらお試しください（苦笑）。でも入手が面倒*4なので何がなんでも試す必要はないし、そこまでするものでもありません。ECPU 0.1uFで通常は十分すぎます(^^;*5
その後、TPA1517アンプとTPA3110D2 D級アンプの比較試聴の為に色々やっていたらもっと良くする方法が見つかりました。
ECPU 0.1uFとECHU 0.1uFは単体ではECHUの音が良いですが、更に 0.01u + 0.001u をつけるならどちらでもさほど変わりませんでした。「ECHU 0.1uF」は3225サイズと大きくて邪魔なので後者の組み合わせが使いやすいと思います。
試した場所は以下の2パターンです。
どちらの場合も、「ECHU/ECPU 0.1uF」「ECHU 0.01uF」「ECHU 0.001uF」のいずれか１つだけ付けた場合も、いずれか１つだけ外した場合も、すべてのケースで聞いて分かる差がありました。*6
電解コン(OS-CON)だけで何もついてないところに「ECPU 0.1uF + ECHU 0.01uF + ECHU 0.001uF」をつけるのと、回路や主要部品が変わったかのような劇的な変化を生みます。もっともお値段も3つで100～150円ぐらいしますけど(^^;
今後はこの３つのフィルムコンの組み合わせをベースに色々つくろうと思いました。
