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ときにかどり
5 years ago
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1 2009 年 8 月 31 日 ( 月 ) 研究テーマトランジスタの音響特性の比較実験者 :Zacky

2 1. 目的今後趣味実用に関わらずトランジスタを用いたアンプをはじめとした音響機器の製作をする可能性があるそこで様々なトランジスタを比較することによりトランジスタの選別作業の手掛かりとする 2. 原理トランジスタの動作原理に関しては本実験の趣旨以前の問題なので割愛する一般にトランジスタの特性は動作原理や構造など (Transister Junction FET MOS FET やバイポーラトランジスタまたはダーリントントランジスタなど ) により決まっているとされそれに固有の増幅率等の値がある程度であるしかし現実的に同じ値のトランジスタを用意しても全く同じ効果が得られることは稀であるこれは製造上の誤差ではなく材質製造工程の差などに起因しているとされるこのような差はトランジスタをオーディオに利用した時に顕著に出ると言われている今回の実験ではこのようなトランジスタの現実的な特性を測定するなお今回の実験で用いるのは NPN 型トランジスタであり型番としては 2SC~~ または 2SD~~ であるここで各英数字の意味は Fig.1 の通りである 2 S C ~~ C: 高周波向け NPN 型トランジスタ有効接続端子数 -1 Semiconductor( 半導体 ) D: 低周波向け NPN 型トランジスタ Fig.1 NPN 型トランジスタの型番すなわち 2S~~ というのは 2+1=3 より足が 3 本生えた半導体という意味である 3 文字目にはその半導体の構造使用用途を示す文字が入り他にも PNP 型トランジスタや J FET MOS FET UJT などもあるがここでは C D の紹介だけに留める 4 文字目以降には数字が入りこれは工業会への登録番号であるすなわち新しい方が番号が大きいことになる数字の後ろにさらにアルファベットが入ることがあるがこれは増幅率のランクや改良品であることを示すものであるまた数種類の形状がある中には金属製の放熱板を持つものもあるそれらについては 4. 実験結果の項にて写真と共に示す 2

3 3. 実験準備単純純なエミッタフォロワ回回路を構成しトランジスタが交換換できるようにするトランジスタ交換の実現のために IC ソケットを利用用した回路路は Fig.2 のとおりである Fig.2 実験験回路図そして Fig.2 の回路図をもとにユニバーサル基基盤上に回路路を構成する際の配置は Fig.3 に示すとおりであるなお太太線内が基板板上でありそれ以外は箱への埋め込みであるここでトランジスタを IC ソケットにより着脱脱可能な構造造にしかつボリューム(Vol VR) を 2 つ合わせ左右右バランスとすることにより比較時時に音量バランスの調節節ができるようにするこのような条件から基板上上での配置は Fig.2 のようになったなお太太線内が基板板上への配線であり太線外は箱への埋め込みであるなお部品に関しては千石電商秋月電子で購入した Fig.3 回路路配置図 3

4 以上のように設計した回路の完成写真を以下の Fig.4~ に示す Fig.4 完成全体写真 Fig.5 完成写真 ( 上より ) Fig.6 電源装置以下便宜のためこのトランジスタ音響特性測定回路を ZTT 01(Zacky Transister Tester 壱号機 ) と呼ぶことにする 4

5 4. 実験結果実験概要実験日 : 2009 年 8 月 31 日 ( 日 ) 実験室 : Zacky 自宅自室気象条件 : 天候雨温度 22 湿度 65% 使用機器音源 SONY PSP3000 (mp3 320kbps) ミキサー Vestax Professional Mixing Controller PMC 03A (Ch.1) ヘッドフォン NAPOLEX TPH 100 中継 SW AIWA LS 10 測定用回路自作 ZTT 01 回路用電源三菱電機 D001(DC 5.6V) (φ2.1 端子に改造 ) これらを Fig.7 のように接続したなお電源は ZTT 01 用であるまた自室アンプ設備を利用せず PSP を利用するのは仮に自室設備を利用した場合経由する機器が多くなるためである被測定トランジスタ (NPN 型 ) 2SC 114 2SC 124 2SC 732 2SC3112 2SC3311 2SC4408 2SC5000 2SD560 ( ) 2SD1419A ( ) 2SD1513 計 10 組購入場所無印千石電商 ( 秋葉原 ) 埼玉パーツセンター ( 東大宮 ) Fig.7 接続図なお今回使用したトランジスタの外形は以下の Fig.8 に示すように 4 種 (5 種 ) に大別される 5

6 Fig.8 トランジスタの外形左から順に以以下に示すとおりである TO 3P 型 ( 金属製放熱板 ) (2SD1128) TO 3P 型 ( モールド放熱熱板 ) (2SD2012) TO 376 型 (2SC3311) TO 92 型 (2SC732) TO 92MOD 型 (2SC4408) 特に TO 3P 型に関してはケースや放熱フィン取り付け用用のネジ穴が付いているため実装に便利利である評価基基準以下下の項目別に 4 段階 ( ) で評価価する基本本的にはよほどひどくない限りつけないものとする各音域の鳴鳴り ( 高音中音低音 ) ( ミキサーで高音低音を調節節して評価 ) 音の輪郭アタック安定性耐耐久性ダイナミックスレンジノイズ具合備考 6

7 使用音源 (mp3 320kbps) モーツァルト歌劇フィガロの結婚序曲 K492 ( ロンドン交響楽団 ) James Barns Heatherwood Portrait (The Southern Winds Band) Michel Camilo Not Yet T-Sliding The Sultan Fainted The King s Singers Hummelflug/Flight of the Bumble Bee Cream I Feel Free Eric Clapton Layla(Acoustic) Offspring Video Killed the Radio Star 広瀬香美 Groovy! 坂本真綾プラチナグミ Catch You Catch Me 観月あんみ 0 の軌跡第二文芸部 go on a trip 放課後ティータイムふわふわ時間(StudioMix) 田井中律 Girly Storm 疾走 Stick SURFACE さぁ fripside hurting heart 妖精帝國 last moment いとうかなこ悲しみの向こうへワイルド三人娘 Feat. M.C. マヨ CC 4U [Chiyoren-channel for you] ちよれんちゃんねるの歌 ave;new feat. 佐倉紗織 true my heart Lovable mix- しふぉん絶対領域っ! 青葉りんごぶっちぎりシューティングスター(short ver.) yozuca* YURIA 佐藤裕美ガッデーム& ジュテーム Honey Bee(YURIA) プラスチックスマイル( 虹色ギター VIRSION) yozuca* Happy my life ~Thank you for everything!!~ yozuca* Rainbow 07 計 27 曲の冒頭ないしサビ部分を連続的に試聴した 7

8 以下の Fig.9 ~ に測定中の写真を示す Fig.9 音源ミキサー ZTT 01 の写真 Fig.10 使用ミキサー写真 Fig.11 使用ヘッドフォン写真 8

9 測定結果は以下の表 1 のようになった表 1 トランジスタ音響特性の測定結果 Tr. 型番 2S~~ 形状各音域の鳴り高音中音低音音の輪郭アタックダイナミックスレンジ安定性耐久性ノイズ具合備考 C114 TO 376 C124 TO 376 C732 TO 92 元音量が小さい音源に忠実音の重心が上なのでジャズなど味のある音は難しい元音量が小さい音源に忠実打撃音は good! 中域 good! 上下 bad 男声高音が良さげハーモニー音ののび C3112 TO 92 音量大で曇る平均的な sound 小電力向け C3311 TO 376 C4408 TO 92MOD 音量大で明るくなる! 各音域が明確凄く良い! ただ発熱大ギターの歪み系 Tube サウンドに良さげ音量大で太い音のびのある音大音量でロックを聴くのに良いかも C5000 TO 3P 温まるのが遅い渋めのサウンド D560 TO 3P 癖は少ない重心低めの重厚な sound D1419A TO 3P D1513 TO 92 9 温まるのが遅い大音量でも歪まない楽器による特性小声楽しっとり系向き音量大で低音上昇高音が太いライブ音源系向け

10 5. 考察表 1 から型番が新しいものほど音の輪郭アタックが良いことが分かるこれは旧型のトランジスタは低周波のみでしか動作しなかったが現在のものは技術向上により高周波に対するレスポンスが良くなったためであろうそのため C は高周波用 D は低周波用と言われるが実際 C は高周波にも対応しているという結果が各音域の鳴りからも分かる古い型番は高周波に弱いが現在のものが低周波に弱いということは言えないダイナミックスレンジに関してはそれほど大きな差はみられなかったこれは通常の電気回路として使用する信号に対し音声波形がそれほど大きなものではなかったためであろう電源電圧も 5V 程度しか印加していないため限界試験としては不十分だったようだしかしダーリントントランジスタ (D560 D1419A) は入力を大きくしても歪みも少なく流石はパワーに強いダーリントンと言ったところだろうか安定性耐久性に関しては試験後の発熱を中心に判断した TO 3P 型は放熱板が付属しているため元々の発熱量が大きかったが放熱効率を考えれば十分な性能だろうノイズ具合は無音時のハム音( ホワイトノイズレディオノイズ ) の大小を比較した元々 IC ソケットに乗せているだけなので完全な無音は難しいと思われたがやはり大きくなってしまっているものが目立ったように思われる以下 Zacky 主観で各トランジスタにあった楽曲を列挙する 2SC 114 2SC 124 2SC 732 2SC3112 2SC3311 2SC4408 2SC5000 2SD560 2SD1419A 2SD1513 Groovy! Catch You Catch Me Flight of the Bumble Bee true my heart Lovable mix 何でもいけますロック系 I Feel Free 0 の軌跡 last moment ライブ音源系全体を通して 2SC3311 の音響特性が素晴らしかった音量を大きくしても音が曇るどころかさらに明るさが増し各音域が明確に鳴る欠点としては TO 376 型のためか発熱が大きくトランジスタ本体が熱を持ちやすいという点にあるケースのク工夫などからこの問題を解決できれば相当に優秀なトランジスタといえるだろう 10

11 6. 参考文献 MKK( 松下開発研究 ) > Other > 電子工作 > ヘッドフォンアンプの製作 FreeLab 部品倶楽部 > 能動素子トランジスタ 11

第 5 章復調回路古橋武 5.1 組み立て 5.2 理論ダイオードの特性と復調波形バイアス回路と復調波形復調回路 (II) 5.3 倍電圧検波回路倍電圧検波回路 (I) バイアス回路付き倍電圧検波回路本稿の Web ページ ht

第 5 章復調回路古橋武 5.1 組み立て 5.2 理論ダイオードの特性と復調波形バイアス回路と復調波形復調回路 (II) 5.3 倍電圧検波回路倍電圧検波回路 (I) バイアス回路付き倍電圧検波回路本稿の Web ページ ht 第章復調回路古橋武.1 組み立て.2 理論.2.1 ダイオードの特性と復調波形.2.2 バイアス回路と復調波形.2.3 復調回路 (II).3 倍電圧検波回路.3.1 倍電圧検波回路 (I).3.2 バイアス回路付き倍電圧検波回路本稿の Web ページ http://mybook-pub-site.sakura.ne.jp/radio_note/index.html 1 C 4 C 4 C 6