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2026年6月 3日 (水)

直流的に自己崩壊する 。禁断のヘッドホンアンプ。本家にない部品が追加されおり バイアスが簡単にはりつく

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Kin_2

Kindan2_2

本家にない部品が追加されおる。

出口側のC+R(ゾーベルネットワーク)を剥ぎ取ったので発振する。

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Q   :後段のop amp 入力インピーダンスの大きな差の 影響は?

A   :後段オペアンプ(U2A/U2B、回路図ではNE5532)の「+入力」と「-入力」から見たインピーダンス(抵抗成分)にこれほど極端な差(非対称性)があると、直流バイアスの崩壊、内部保護ダイオードの常時ON、そしてClass AAブリッジの均衡破綻を招き、アンプとしてまともに機能しなくなります。

電子回路の特性上、オペアンプの2つの入力ピン(+と-)のインピーダンスは、可能な限り均等に揃えるのが鉄則です。この回路で起きる致命的な影響は以下の点です。

 
 

1.後段入口で巨大な「DCオフセット(直流のズレ)」が発生する
NE5532はバイポーラ(NPN)入力のオペアンプであるため、入力ピンから常に一定の「入力バイアス電流(Ib)」が内部へ流れ込みます。
  • +入力(3番ピン)側:前段の出力や高い抵抗成分(カタログ値300kΩ)が見えるため、バイアス電流が流れることで大きな電圧降下(DCオフセット)が発生します。
  • -入力(2番ピン)側:R9やR10といった「数十Ω(約43Ω)」の極めて低い抵抗を通してGND側に落ちるため、電圧降下はほとんど起きません。
 
オペアンプの+入力と-入力の抵抗値(インピーダンス)がバラバラだと、オペアンプ自身が流す微小な電流のせいで、入力ピンの間に巨大な直流電圧(ゴミ)が自ら作り出されてしまいます。
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NE5532のようなバイポーラ(トランジスタ)入力のオペアンプは、信号を処理するために、2つの入力ピン(+と-)から常に一定の直流電流(入力バイアス電流:Ib)を内部へ吸い込んでいます。
  • NE5532の吸い込み量:通常 200nA   最悪で1000nA

2. オームの法則で「電圧の差」に化ける

-入力(2番ピン)側:200nA X 43オーム =0.0086mV

+入力(3番ピン)側:200nA X300Kオーム =60mV

本来、「オペアンプの理想は反転入力電位 と非反転入力電位 が同じ電圧」であることです。しかし、このインピーダンスの不平衡のせいで、アンプの入り口で offset電位 60mVが生成されます。

後段オペアンプにとっては「音声信号」も「自ら作り出した直流のズレ60mVも区別がつきません。

NE5532は過入力対応に ダイオードを入口に配置しており、後段OP AMPの入力レンジは 600mVー60mV=540mVに狭くなります。

ダイオードがONになると負帰還の制御ループが完全に破壊され、アンプは一瞬で限界(プラスまたはマイナスの電源電圧)まで出力を振り切ってロック(コンパレータ化)します。

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ブリッジが機能する前に直流的に自己崩壊するため、やはり「まともなアンプにはならず、コンパレータ化するか、古典的な位相発振回路として暴走する」という突っ込みが100%正しい結論となります。

後段OP AMPの入力Zの差が 7000倍近いので、OP AMPは死にそうな動作になるのね。

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