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2026年3月10日

2026年3月10日 (火)

フェーズシフト発振回路 と 禁断のヘッドホンアンプ との差異をAIに聞いた

「フェーズシフト(移相形)発振回路」は、増幅器の出力をRCネットワーク(抵抗とコンデンサの組み合わせ)を介して入力にフィードバックし、位相を180度(合計360度)回転させて正帰還をかけることで、特定の周波数で発振(正弦波を生成)させる回路です

禁断のヘッドホンアンプ」のような高性能な回路を自作・調整する際、位相の管理(位相余裕の確保)が不適切だと、回路が意図せずフェーズシフト発振回路のように動作してしまい、異常な音や発熱が生じることがあります。

Hassin

Hassin2

この回路は 同相帰還での発振回路をベースにしているように見える。

OP AMP 1つで発振回路をつくった例。出口信号を同相入力に戻して発振させる古典回路。

Lowosc003

上の発振回路 と 禁断アンプのU2動作との差異は何でしょうか?

禁断のヘッドホンアンプ基板。絶賛発振中。「周期0.0015msで発振中」

過日 公開したように「回路図面が付属してこない禁断のヘッドホンアンプ基板」は絶賛発振中だ。「直結だがU2 pin3電圧ゼロ」なので正常動作は  無理。

SITEからDLした回路図画素数は なんと8000バイトもあって、WIN3.1時代の産物なのか? とも思える。 

「8000バイト(約8KB)」の画像は、現代のスマートフォンで撮影した写真は1枚あたり3.5MB〜6MB(350万〜600万バイト)ほどあるため、8000バイトはその500分の1〜700分の1程度の極めてわずかな情報量ということになります。(AI 回答)

Osc_freq

およそ周期0.0015ms (1.5u秒)で発振中

Osc_mode

 
 

禁断のヘッドホンアンプ基板を購入し 部品実装した。NXP NE5532を載せて通電してみたら、 自己発振モードになった。
YouTube: 禁断のヘッドホンアンプ基板を購入し 部品実装した。NXP NE5532を載せて通電してみたら、 自己発振モードになった。

 
 

P102_2

audio ampの発振とは思えないほど周期が綺麗だ。LC回路での発振波形とイコール。

 
 
 

遠い要因

1:電源ラインのパスコンがない。パスコンを入れない回路を久しぶりにみた。

Ic3252_2

 
 
 
 

2:U2Aの負荷が軽すぎて発振している気もする。 OP AMP 仕様はRL=600なので、図中の回路定数では実測21オーム前後と非常に軽くて発振しやすい傾向。

Osc15_2

5532_3

 「出力インピーダンス ミスマッチ」の割りには、 スピーカーの動的インピーダンス変化に言及している闇もある。
 
 
 

根本要因

1

OP AMP 直結なので、電源通電後、「半導体U2」 が動作点電位近傍に達するとCUT OFFに飛びむぽい(U2A PIN3電圧は実測ゼロボルト。上流からは強制4.4V掛かるので、U2Aは半殺し沈黙モード)。  内部C(凡そ60PF)の放電が済むと動作点電位まで上昇し再びCUT OFFになる。この繰り返しで外部からは発振しているようにみえるようにも思う。 これが真だと思う、

 実測してみたら、OP AMP(U2)として動作する電位関係にない。基板の銅箔パターン上で差分4.4Vの電圧降下を吸収している。

U2AのPIN3がゼロVになる理由は、CQ出版社の「OP AMP回路の設計」に記述ある。続でも改訂でも 記述ある。     1970年代では、そのことは電子工作家の常識範囲。

Sch_3

この回路は 同相帰還での発振回路をベースにしているように見える。

OP AMP 1つで発振回路をつくった例。出口信号を同相入力に戻して発振させる古典回路。

Lowosc003

2:知恵袋からの回答

オペアンプを使った回路について質問です。
ClassAAという回路について、web上で詳しく説明されていたのを見たのですが、どうやら抵抗ブリッジを利用して、初段の電流出力を少なくしA級動作させ、バッファとして後段にもう一つオペアンプを使い、さらに初段のオペアンプへ負帰還させることでバッファの歪みごと打ち消してしまおう、というアンプだそうです

回答1:

オペアンプはある程度周波数が高くなると(音声帯域でも)位相遅れが目立ってきますので、オーディオアンプとしても高域特性が乱れてしまう可能性があると思います。ゲインの選び方によっては発振するかもしれません。

 
 

回答 2:

本来のAA方式は、VアンプがA級でCアンプがAB級ですかね。肝心なVアンプをA級にしてクロスオーバー歪をなくし、out電流は小さくする、という発想です。
上のようなOPAMPではV,CアンプともAB級

 
 

まとめ

1:「初段A級アンプ」でこそ、メリットある回路。 しかし、市販OP AMPはSEPPなのでAB級。どうしても試したい方は 「初段にSEPPを使わない」でトライしてほしい。       OP AMPでも動作電流が0.01mAならA級動作するようだが、オイラは詳しくない。流入電流を絞る工夫必要。

2: 相が回って発振もするだろうが、軽負荷で発振中。 後段のアンプ(U2)はインピーダンス100オーム程度の低負荷に使える回路が必須。

3:  U2内部Cを使った発振モードにはなるが、IC(U2)は半殺しされたまま。U2が動作するような電圧をU2に供給してほしい。 

 
 

一言でいうと、CQ出版社の「OP AMP回路の設計」を読むことからはじめたほうがいいと思う。

P1010002_2

Yami3_2

低ESRのコンデンサー: インテルがPC用に言い出した。2002年夏のこと。

ルビコンからは2002年夏に低ESRコンの製造ライン引き合いが、オイラが務める会社にきた。電解コン製造ラインを設計納入できるのは国内で1社しかない。オイラはそこの社員だった。

ルビコン役員である事業部長がわざわざ会議室にまで出てきて、色々と要求してきたね。ポイントは測定器の能力。made in USAのアジレントでも測定精度に不安を感じた。

真値との比較をどうするか?

メートル原器のようなものがない分野なので、ごまかし方はあるだろう。

 

通常は製造の担当係長が仕切る。 彼等からは使えるような案は出てこない、 こちらで案を提案するとそのまま子会社に発注するんで、受注はしたいがパクラれるのも困る。かなり面倒だ。契約書を交してからでないと案は提案できない。 下請けを泣かせるルビコンだからね、その事実は消せない。 

 
 
 
 

豆知識をひとつ

1:自衛隊へ納入するコネクター、例えば七星、多治見等は、 製造後1年常温で枯らしてから納入する。倉庫での管理費が乗るので廉価にはならない。

ケミカルメッキが電気性能で安定するには日本では4シーズン(1年)ほど必要。コンタクト時の抵抗が0.001オームと 0.002オームの違いが 通信系では命取になる。 

jaxaで若いusbケーブル採用して、通信エラーになったのが6年ほど前。 メッキの接触抵抗に対する知見がないことが露呈した一例。

 
 

2:金メッキは田中貴金属に限る。 他社はダメだ。

 
 

3:フッ酸でテフロンはゆっくりと溶ける。フッ酸のテフロン容器は徐々に肉厚が薄くなっていく。最後は穴があく。 接着構造であれば3年後には液体が染み出る。 

フッ酸の匂いを嗅いだだけでまれに死ぬこともある。60%濃度が流通している。

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