20W/4Ω D級アンプ アンプ回路の設計

下図はアンプ部の回路図です。パンピング現象の影響を避けるため、BTL接続で使うことを前提にして設計しました。

アンプ基板には上記アンプ回路の他、保護回路と周辺回路も搭載します。

バランスとアンバランスの二入力をリレーで切り替えます。リレーは購入しやすさからオムロンのG6A-274P-DC5Vを使いました。
このリレーの上面には内部回路とピンアサインが描かれています。しかし、この絵はリレー下から見たもの、すなわちボトムビューです。ピン番号の数え方はICと同じなのでほとんどの方は気付くと思いますが、トップビューと勘違いしてしまう方がいても不思議ではありません。要注意です。





PWM変調部の前段にはバッファアンプを置いた方が良いです。バランスとアンバランスの両方を受けるため、入力インピーダンスは低くなりますが差動アンプとしました。±5Vで動作するオペアンプならばなんでも使えます。ここではオーディオ用で秋月から入手できるLM4562としました。





PWM変調部初段のオペアンプですが、肝はサミングポイントにあります。できるだけ入力バイアス電流が少なく高速のものを選びたいです。CMOS品かFET入力のオペアンプで、GBWが10MHz以上、スルーレートが10V/μs以上が基準になると思います。オペアンプを交換してアンプの歪率を測定したのですが、ここで使用するオペアンプの歪特性（ノイズ特性）がアンプ全体の歪率に関係するような気がしています。ここではLME49710を使用しました。





次段のコンパレータは相補出力を持ち高速のものを使いたいのですが、高速コンパレータは発振しやすく回路全体が不安定になることがあります。ユニバーサル基板という悪条件下でも安定だったLT1016を使用しています。





ローパスフィルタに使うインダクタですが、当初は実験で好結果だったサガミエレクの7G14Nシリーズを使う予定でした。





しかし、10μHの最小購入単位は10個からということで使うのを諦め、同じメーカーの汎用ポットコア型7313シリーズにしました。





フィルタに使うコンデンサはポリプロピレンを使いたかったのですが適当なものがなく、WIMAのポリエステルフィルムコンデンサを使用しました。





電力増幅段周りは短く配線したかったので面実装タイプの部品をいくつか使っています。