Nutubeミント缶ヘッドフォンアンプの基板を組み立ててみる・・・ (Part-4.5)

ちょっと控え目な採番になってしまったんだけど、前回 Part-4で音出し完了・・・ のハズが、ちょっと電源に起因すると思われるノイズが発生するときがあったんで、調査と対策に少し時間を取ってみた次第。

ノイズとひとくちに言っても色々あるのだが、間が悪いと、

• キュイ～～ン、キュルキュルキュル～
• プシュ～、ジュルジュルジュル～ッ
• ザ～、シュシュシュシュシュ～ッ

 ・・・という感じで、(擬音の連続になってしまったけど：笑) 小さな音でバックグラウンドノイズが入る感じかな。

特に、実験用電源を接続して供給電圧を上げて行き、テキトーなところで今度は電圧を下げて行った場合。　または、VR1を右に回して出力電圧を上げて行った後、左に回して出力電圧を下げる操作をした場合、などに頻発している。
電圧をいぢらないで一定にした場合はどうかというと、2.4V入力時はたまにしか発生しないのだが、全く発生しないという訳ではない。　3Vを超える入力時や、アルカリ乾電池を入れて動作させた場合、運が良ければ症状が出ないがちょくちょく遭遇しているんで、言い換えるなら “入力電圧が高いほど発生頻度も高い” ということになりますな。
いちど症状が発生した状態で、入力電圧を下げたり VR1を左に回していくと症状が消えるポイントがあるのだが、そこから右へ回すとしばらく持ちこたえる (ヒステリシスがある) という感じ。　このテの症状は間違いなしに DC/DCの異常発振だろうと読んだんだけど・・・

第1回 Part-1でトランスを巻いて DC/DC部分をテストした際、オシロで波形を取っていたのを思い出して確認してみた。　上の波形は 2.4V入力時、下は 3.2V入力時。　CH1はドライブ用トランジスタのコレクタ、CH2はトランス二次巻き線のホット側だ。　ちょっと発振周波数が高めで、ドライブ用トランジスタが追いついてないような気がするものの、特に異常な波形ではなかったんでそのまま先に進んだんだけど・・・ よくよく考えると、無負荷でテスト中に電圧を上げて行った際、制御不能になってあわてて電源を切ったのを思い出した。　それからは 180KΩの抵抗をダミーの負荷抵抗として接続していて問題は発生しなかったんで、“負荷が軽いほど発生頻度が高い” というのも間違いなしか

そしてコチラは、ノイズが出ている状態の波形。　入力電圧は 3.2V、測定ポイントは先ほどと同じく、ドライブ用トランジスタのコレクタと二次巻き線のホット側だ。
オシロの画面は静止していない状態で、先ほどの正常な波形の間に異常な波形が不規則に入り込んでいるように見える。

実はこの時点までに、

• C2を大きくして発振周波数を下げる
• R6に CとRを直列にしたものを抱かせて位相補正をする

を試してみたものの、大して効かないというか、発振周波数を下げるのはむしろ逆効果という感じだった。

異常な波形に注目すると負方向に飛び出ている部分があるんで、これが悪さをしているのではと思って、CH2のプローブをドライブ用トランジスタのベースにつなぎ換えてみたところ。
明らかに負方向のピークがベースに逆流してますがな　う～ん・・・ 何となく見えてきたような

続いては、CH2のプローブを LMC555の出力につなぎ換えて・・・ と。　完全に負方向のピークが、ドライブ用トランジスタのコレクタ → ベース → スピードアップ用コンデンサ → LMC555の出力端子の経路で戻って外乱要因になっているということで確定ですな

これは余談だが、大昔に NE555の出力に直接ステップアップトランスを繋ごうと、ドライブ能力が不足気味なのに無理を承知で試してみたことがあったんだけど、何故かちゃんと発振しないので悩んだことがあったっけ。　で、PNPトランジスタでドライバーをかました (ベースにスピードアップ用コンデンサは入れていない) ところ、ウソのように動き出したと。　やっぱり 555系の石は出力からの外乱要因に弱いと見るのが自然だろうな

最初に貼ってある写真に、基板のウラからダイオードが出ているのに気がついたアナタ、なかなか鋭いかも(笑)　ということで、ドライブ用トランジスタのコレクタとエミッタ (GND) の間に手近にあった小信号用ダイオード 1S1588君を入れてみたところ。
いや～ ウソのように正常動作するようになりましたなぁ
まぁ Power MOS FETをスイッチング素子に使っていれば、ボディダイオードが負方向のピークを逃がしてくれるんで個別に足す必要はないんだろうけど、まぁこれで改善してくれるんなら安いもんですな

まだ少し負方向のピークが目立つようなので、トドメとしてチップ品の SBDを付けてみましょうということで(大笑)　コレも手持ちにあった Rohmの RB551V-30を起用してみた

はい、これで対策完了ということにしておきましょ～
まぁこの手の異常発振は、トランスの巻き方や使った部品の特性なんかの要因で、運が悪ければ遭遇する機会があるというのが実際のところだと思う次第。　ニッケル水素電池×2の 2.4Vで使われている場合にはほとんど症状が出ない可能性もあるけど・・・。
で、この件が対策できたところで、まだいぢりたいところが出てきているというのもあるんだけど、さっさと完成させたいという気持ちも大きいので、今回はこれにて Closeしておきますかね

ではでは、今日のところはひとまずこの辺で・・・

・　・　・

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