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アナログ対応のプリアンプを作ろう・・・フォノイコライザーのサブソニックフィルターとバランス対応

出典: https://www.analog.com/jp/products/lt1115.html

フォノイコライザーは上記の回路で、この出力を平衡出力にすることと、サブソニックフィルターをいれることが目標だ。

最初のアイディアは、オペアンプによる unbalance-balance 変換回路を付加し、その後に CR型の 6dB/Oct のハイパスフィルターをいれるというアイディアだ。 比較的シンプルと言えるが、フィルタ特性は良くない。

アクティブフィルターにするというのも可能性としてはあり得る。 実際に計算してみるとわかるが、アクティブフィルターにすると低域特性が波打ったり位相がとんでもないことになったりということで、どんなアクティブフィルターにするかという設計思想の問題が多数出てくるようだ。 本格的なアクティブフィルターをつくることにすると、間違いなくそれだけでオペアンプ2回路を要するし、設計もいろいろ大変だ。 周波数特性を優先すると、位相特性が悪化したり、波形応答が悪化したりとといったジレンマが生じる。 回路規模がだいぶ大きくなることは必定だ。

unblance-balance変換回路後に、CR型のハイパスフィルター程度しか自分では設計できないなぁと思い始めたが、unbalance-balance 変換に優秀なライントランスを使うというのはどうかと思った。 優秀なライントランスなら、イコライザー出力程度の電圧なら、10Hz-100kHz 程度を 0~-1dB 程度 の周波数特性を保証できる。 サブソニックフィルターは考えなくてもそうなる。 手元に、TAMURA TAM121115 150Ω:600Ω とちょうど良いトランスもあるので実験してみた。

LT-1010CT は出力電流 ±150mA とかなり強力なので、そのままドライブできるのではとつないでみたところ、イコライザーのNF素子と両方の負荷はさすがに重すぎるようで、波打った周波数特性になってしまった。

オペアンプ一段のバッファ(LME49720)をかませてみると、低出力インピータンスでのドライブになるためか、数10kHz に急峻なピークが現れた。 これを是正するために試行錯誤したところ、R=680Ω/C=1000pF のローパスフィルタを一次側に挿入し、二次側の負荷抵抗を3.9kΩとしたところ下図の特性(オリジナルのEQアンプからの偏差)を得た。

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20 – 20kHz はほぼフラットで、8- 300kHz(0~3dB) と理想的な特性とといえる。  この解決策の問題点は、トランスを利用するため場所をとるということに尽きる。