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フェライトビーズと歪率

バランスヘッドホンアンプ試作の2台目を測っていた時、何故か初号機より歪の特性が悪くて頭を抱えていたのですが、なんと原因はヘッドホン出力に入れたフェライトビーズの型番を変えたことだった…。まさかフェライトビーズで歪が発生するとは。
そんなことがあったので記事としてまとめておきます。

結論としては、そもそもヘッドホンアンプとして使う程度の出力では問題になるほどの歪率ではないだろうということ、小さいビーズを使えば発振防止を実現しつつも歪の増大を最小限にすることが出来そうだ。といった具合です。
フェライトビーズを使うことでアンプの発振を防げることは低コスト低スペースで簡単なので、この点を気にしつつも今後もうまく活用していきたいなと考えています。


まずは最初の試作機での測定値から。フェライトビーズは村田製作所のBL01RN1-A63T6で、これをHot Coldにそれぞれ計2本入れています。長さ5mmの小柄なものであったからか、歪はそれほど気になるものではありませんでした。

LME49600balhpa_THD_32ohm_freq_20140808214932e04.png

特性はこんな具合で、出力が大きいほど、周波数が高いほど歪が出ているのが気になってはいました。しかしスルーレート等の問題かなと思い、当初はフェライトビーズが原因だとは思ってもいませんでした。


しかし、2回目の試作機ではFair Riteの2743005111という少し長いビーズを使ったせいか、歪が随分と目立つ結果に。
LME49600HPA_フェライトビーズTHD


というわけで、手元にあったフェライトビーズがそれぞれどういう特性なのか、交換して測定してみることに。
LME49600HPA_フェライトビーズTHD3_2

Fair Riteと妙楽堂のノーブランドはほぼサイズが一緒でカーブも似ています。やはり小型の村田の特性が良いです。


次は負荷を10Ωにしてチェックします。ビーズをミノ虫クリップでバイパスして測定したのですが、これだと並列接続になって完全にはバイパスされないようでしたので、後にきちんとビーズを取り去ってバイパスしたものも測定しました。

LME49600HPA_フェライトビーズTHD4_2


LME49600HPA_フェライトビーズTHD5


負荷が重いほど、すなわち電流が大きいほど歪の発生も多くなるようです。


また、以前チップビーズ(CD-ROMドライブの電源ラインについていたもの)を入れてヘッドホンアンプの発振を止めたことがありましたが、この個体についても測定をしてみました。こちらはアンバランス型なのでビーズは1個しか挿入されていません。

チップビーズ


チップビーズ特性


チップビーズ、すなわちビーズが十分に小さければ歪もこれだけ最小限に抑えられるようです。容量負荷による発振については実際に対策が出来たことを当時確認していますので効果は確実です。

というわけで、ヘッドホンアンプ出力の発振対策にはなるべく小さいフェライトビーズを実装するのが良さそうです。ただし、大きいビーズを入れたところで聴感上問題になるほどの歪とはいえない微小なレベルだと認識しています。


この件についてはまたタイミングをみて調査してみます。



追加情報
75Ω負荷での高周波特性

村田
FairRiteフェライトビーズ75Ω負荷


Fair Rite
FairRiteフェライトビーズ75Ω負荷


妙楽堂
妙楽堂フェライトビーズ75Ω負荷


※追記
Fair Riteの小さいタイプ(2743001112)を入手したのでデータを追加します。
FairRite_small_THD.png
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No title

ビーズを入れると真空管アンプに似た歪特性になるのですねぇ\(^▽^)/

No title

ビーズいっぱいいれたら真空管の音になるかも!?

No title

フェライトビーズで発振を止めなきゃいけないような設計のオーディオアンプを販売しないでくださいねw
自分で楽しむなら全然OKですが。

No title

いいがかりさんどうも。

ついでにzobelも禁止でお願いしますw
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