2016年1月12日火曜日

2出力のヘッドホンアンプ TDA1308 & OPA2134編 いろいろ測定


フロントパネルの穴あけ加工をして完成!

特性を測定してみた。


OPAMPを2個挿せるので、一つはTDA1308、もう一つはOPA2134にした。OPA2134は仕様では電源電圧は±2.5Vとなっているので、単3×3の4.5Vの分圧では一応仕様外になる。

まともなヘッドホンをつないで壊したらいやなので、負荷にはダイソーで買ってきたイヤホンをつないで測定した。

DCオフセット

出力にACカップリング用のCを入れていないので波形にDCオフセットが出ていないか見てみた。

TDA1308

ch1:iPadからの出力 ch2:ヘッドホンアンプからの出力

(1)V: 11.34mv
(2)V: -4.684mv
V:は電圧の中間値

OPA2134

(1)V: 9.447mv
(2)V: 2.263mv

どちらも入力の方がずれてるので問題ないかな?

歪率

iPad3のアプリのFunction Generatorで1kHzのSin波を約1Vp-pになるように出力し、今回製作したヘッドホンアンプを通して、こちらも1Vp-pになるようにボリュームを調節してAudio I/F(TASCAM US-144MKII)に入力して、WindowsのWaveSpectraで測定した。

入力(iPadからの出力)

THD:   0.03121%
THD+N: 0.05850%
RMS:   -7.05dB

無負荷(イヤホンをつながない)

TDA1308

THD:   0.03073%
THD+N: 0.07241%
RMS:   -7.05dB

OPA2134

THD:   0.03088%
THD+N: 0.05986%
RMS:   -7.00dB

歪はほとんど変わらないが、ノイズレベルはOPA2134の方がかなり低いようだ。RMSが0.05dBぐらい違うが、非反転増幅回路の定数のRの誤差だとかそんなもんだと思う。

負荷あり(イヤホンを接続)

TDA1308

THD:   0.04753%
THD+N: 0.14744%
RMS:   -7.18dB

OPA2134

THD:   0.02924%
THD+N: 0.05429%
RMS:   -7.05dB

イヤホンをつなぐと歪率もかなり差が出る。やっぱOPA2134は優秀ですなあ。

ステップ応答

矩形波だけのファンクションジェネレーターを作ったのでステップ応答を見てみた。

負荷なし(イヤホンをつながない)

TDA1308

ch1:入力 ch2:出力

Rise Time: 190.0ns

OPA2134

RT:130.0ns

OPA2134は相当振動が出ている。立ち上がりの速度はOPA2134の方が若干速いようだ。

負荷あり(イヤホンを接続)

TDA1308

Rise Time: 210.0ns

OPA2134

Rise Time: 130.0ns

イヤホンを繋いでも傾向は変わらない。横軸は500ns/divで振動の周波数は800ns程度なので、逆数をとって1.25MHz程度になる。完全に可聴帯域外なのでこの振動は無視してかまわないのかなあ?

可聴帯域の20kHzはこの縮尺だと100マスになる。

インパルス応答

これも矩形波だけのファンクションジェネレーターから出力した。16MHz駆動でPWMの最小のパルス幅で矩形波を出力している。

負荷なし(イヤホンをつながない)

TDA1308

Delay(Rising Edge):  120.0ns
Delay(Falling Edge): 40.0ns
↑逆かも?

OPA2134

Delay(Rising Edge):  260.0ns
Delay(Falling Edge): 650.0ns

ぱっと見の波形だとOPA2134の方が相当ひどいんだが。TDA1308の方は暴れがほとんどない。

負荷あり(イヤホンを接続)

TDA1308

Delay(Rising Edge):  120.0ns
Delay(Falling Edge): 50.0ns

OPA2134

Delay(Rising Edge):  240.0ns
Delay(Falling Edge): 60.0ns

聴いた感じ

今日は耳がつかれているのでちゃんとした聴き比べはできないが、POPSだとどっちで聴いてもぜんぜんわからない(^q^;

スマホ直と比べると低音の出方が違うのでわかるが、OPAMPの品種の差はかなり気合を入れてやらないとわからないかもしれない。

メモ:

耳で聞いてわかるレベルのノイズを拾うみたいだ。Rの値が高すぎたかな?プラグの接触不良かどうか不明だが。<追記:2016.02.03>どうやらスマホ(huawei p8lite)が出してるノイズのようです。</追記>

ケースにアースをとったほうがいいか?アルミとプラの筐体だしどうしたらいいんだろう(^q^;