1.5Vで動作するトランジスタアンプ

雨が降ったり、晴れてみたり、なんだか忙しい天気が周期的に続いていますねぇ。インフルエンザも流行っていることだし、体調管理には気をつけましょう。

さて、最近トランジスタ回路にハマっています。集積回路全盛のこの時代に、何でイマサラ、という感じなのですが、集積回路ではできない、こだわりを盛り込めるのが魅力かなと思います。最近では、高性能なOPアンプなどを使えば、高利得・低ノイズ・低ひずみな回路が簡単に作れます。しかし、たとえば出力電力がもっと欲しいとか、ノイズをさらに低くしたいとかいった場合には、それにあわせた付加回路をつけたり、時には回路全体をディスクリートにすることで、面倒ながらも他にはない性能を出すことができます。

さて、話は変わりますが、かなり前に紹介したナショナルのR-155という７トランジスタのラジオがあります。このラジオは単三乾電池１本でスピーカーを鳴らせる数少ないラジオです。電子工作好きな私は、この単三乾電池１本でスピーカーを鳴らせるという点が凄いと思っています。低い電圧で回路を作るのは、かなり難しいのです。

トランジスタ回路に興味を持った最近では、出来れば単三乾電池１本で動くラジオを自作してみたいなぁと思っています。しかし、まず問題になるのがスピーカーを鳴らすアンプ回路。専用のICを使うと、簡単にできるものもあるようですが、何とかディスクリートで、しかも入手しやすい汎用部品でできないものかなぁと、しばらく考えていました。

くだんのR-155は、蓋を開けてみるとどうやらダブルエンドプッシュプル回路（DEPP）で駆動しているようです。DEPP回路ではドライバ用、出力用のトランスが必要ですが、1.5Vの電圧では、この手の回路でおなじみのサンスイのトランジスタアンプ用トランスに、手ごろなインピーダンスのものがありません。こうなると、ドライブトランスはもとより、出力トランスもカスタム仕様のものを作るしかありません。というわけでDEPPは遠のきました。

電源が1.5Vで、それをそのまま８Ωのスピーカー駆動に消費する場合、その電力はP=V^2/Rから、1.5＾2/8=0.28W程度とれます。しかし実際には回路の電圧降下、そして電池の放電特性なんかも考えなければなりませんから、安定して供給できる電圧は1.0Vくらいと見なければなりません。この場合、P=0.12Wとなって、蚊の鳴くような音しか出せません。もっと低インピーダンスな昇圧トランスを使うにしても、やはりカスタムメイドになってしまいます。

トランスを使わずに高出力を得たい場合、２回路の互いに逆相にした出力信号でスピーカーを駆動する、BTL（Bridged Transformer Less）という回路があります。詳しいことは他のWebサイトに譲りますが、これにより出力が４倍（この場合では0.48W）になります。これを汎用トランジスタ回路で出来ないかなぁと色々試行しています。

試行中なので、まだこれといった回路が出来ていないのですが、とりあえず図のような回路を作ってみて、それなりの音量でスピーカーを鳴らすことが出来ています。回路の動作的には、かなりデタラメです。入力信号に対する初段と２段目のゲインが全然違っているので、ひずみも大きいです。完全にラジオ用と考えてください。出力も理論値に及びません。

今後の改良点としては、入力段に差動増幅回路を付けて正しく位相反転して、かつNFBを十分にかけてやることで、さらにパワーや特性を改善できると思っています。しかし、たかがラジオの音声増幅回路に、トランジスタ何個使うんだよ、という感じですね。どうりで誰もやらないわけだ。

しかも、仕事が忙しくてなかなかやっている時間がありません。どなたか研究してみてはいかがですか～。（他力本願モード）