こちらが、Jetson nanoの現状。
Jetson nano developer kit と ACアダプタはマルツオンラインから購入。ジャンパはそのへんのジャンクから調達。
おなじく、マルツ経由でdigi-keyからファンを購入しようとしたが、在庫切れなのであきらめた。代わりにそのへんに転がってたジャンクを外部電源で駆動。
ヒートシンクの穴をみると、3mmネジ用に見えるがネジが切ってない。M3のタップは持っているが切子で回路がショートとか起こしても困るしなぁ。ということで、ファンは放熱器に載せてあるだけで固定していない。まあ、あとで両面テープで止めておこう。(M2.6のネジなら穴を通るけどナットに通すのが大変だもの)
前回は、B級プッシュプルとトランスリニアバイアスとを比較したが、今回は範囲を広げてAB級やA級も含めて比較してみる。トラジスタはデフォルトのモデルを使用。トランスリニアバイアス回路は、「図5 初代アンプの出力段の簡略化した回路」として示されていたもの。
1KHzの正弦波の出力をFFTして、最も大きい高調波成分が基本波に対して何デシベルかを表にした。
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B級 (0.95V) |
AB級 (1.3V) |
A級 (1.9V) |
トランスリニアバイアス |
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大信号 (28.28V p-p) |
-74.9 dB (3次) |
-48.9dB (3次) |
-79.8dB (3次) |
-64.5dB (3次) |
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小信号 (2.828V p-p) |
-55.7 dB (3次) |
-101dB (3次) |
-122dB (3次) |
-69.4dB (3次) |
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微小信号(0.2828V p-p) |
-97.8dB (3次) |
-144dB (3次) |
-155dB (16次) |
-105dB (3次) |
AB級は、原理からして分かるようにある振幅から歪が増加する。B級は、今回 28Vp-pの信号に対して最良となるようバイアスをとったので途中の電圧で一旦歪が増える。トランスリニアバイアスだと、決して歪自身は小さくないが、振幅で歪率が大きく変化することはない。
さて、これで良いのか？
[1]: 黒田 徹、「ひずみ率0.0005%! 40W高効率パワー・アンプの製作」、トランジスタ技術 2019年5月号、p179-189.
B級プッシュプルの適切なバイアス電圧のあたりはついたので、トランスリニアバイアス回路と比較してみる。
1KHz 28Vp-p の正弦波の出力をFFTして基本波に対して高調波の割合を読み取った。トランジスタはデフォルトモデル。
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バイアス電圧 |
最大の歪成分 |
2番目の歪成分 |
3番目の歪成分 |
4番目の歪成分 |
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B級PP 0.95V |
5次 -74.86dB |
7次 -75.30dB |
9次 -76.36dB |
11次 -77.62dB |
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トランスリニアバイアス |
3次 -64.53dB |
5次 -72.20dB |
7次 -77.86dB |
9次 -82.50dB |
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A級PP 1.9V |
3次 -79.8dB |
5次 -95.1dB |
7次 -109dBdB |
省略 |
トランスリニアバイアスよりB級の方が低歪という結果.
そこで歪電圧の波形を見てみる。このシミュレーション回路では、ソース電圧が V(n004)である。8Ω負荷を出力インピーダンス XΩでドライブしたなら、出力電圧は (8.0/(8.0 + X))*V(n004) である。それと実際の出力との差が歪波形。ここで、出力インピーダンスは歪波形を見ながら手探りで決めた。
結果としては、B級PPとトランスリニアバイアスではどっこいどっこいに見える。ただトランスリニアバイアスの場合、ぜんたいにうねうねと歪むのに対しB級PPだと0Vを跨ぐ所で急峻な歪があるという点が異なる。
前回はB級PP出力段でのバイアス電圧とクロスオーバー歪を歪率としてどうなのかFFTで見た。B級だけではなくAB級やA級にまで広げてみよう。
28.28Vp-p 1KHzの正弦波に対する出力をフーリエ変換し、基本波に対する高調波の比を調べる。成分の大きい順に並べたので通常は3次、5次、7次の順となる。なお、トランジスタはLTspiceのデフォルトモデル。
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トランジスタ当たりのバイアス電圧 |
最も大きい成分 通常は3次高調波 |
2番目に大きい成分 通常は5次高調波 |
3番目に大きい成分 通常は7次高調波 |
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0.9V 黄緑 (B級) |
-64.1dB |
-72.0dB |
-78.1dB |
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0.95V 青 (B級) |
5次 -74.9dB |
7次 -75.3dB |
9次 -76.4dB |
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1.0V 赤 (B級) |
-61.6dB |
-64.8dB |
-67.6dB |
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1.15V 青緑 (AB級) |
-51.5dB |
-57.8dB |
-64.4dB |
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1.3V 紫 (AB級) |
-48.9dB |
-60.3dB |
9次 -71.1dB |
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1.9V 灰 (A級) |
-79.8dB |
-95.1dB |
-109dB |
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2.0V 深緑 (A級) |
-84.0dB |
-102dB |
-119dB |
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3.0V 紺 (4Ω 160W A級) |
-105dB |
-139dB |
-167dB |
おいおい、AB級よりB級の方が良いのかよ...というのは、大振幅で見ているから。
