オーディオ増幅の電源回路について

質問

通常、電源回路には大容量の電解コンデンサーで平滑回路を組み込みますが、
電源にアルカリマンガン電池を使う場合、コンデンサーで平滑する必要があるか教えてください。
オーディオのみの増幅回路になります。

回答No.4

candle2007 · ベストアンサー

>電池ボックスからの配線は数センチになります。
>処理する周波数帯域は音声のみです。

この条件で、全く問題ないと判断されます。（コンデンサ不要）
なお、回路内の個々のOPアンプやトランジスタの電源回路の処置については、ANo.3さんのご回答（最後の４行）をしっかり守るようにしてください。

お礼

candle2007さん
ありがとうございました。
これからの回路設計では電池でもコンデンサーを入れるようにします。

回答No.3

inara

電池駆動のときに電源ラインに電解コンデンサを入れたことはありませんし、問題となったこともありません。平滑コンデンサを入れなければならないような大電流を消費するような回路では電池が持ちませんから、電池駆動にするのは消費電流が数mA以下の回路で、電源の配線も10cm以下のコンパクトなサイズに限られると思います。その場合、電池の内部抵抗も配線抵抗も無視できますので、大容量コンデンサは不要です。

ただし、OPアンプやトランジスタが電源ラインに直接つながっている箇所とGNDの間には0.1μF程度のパスコンを必ず入れてください。これは高周波での電源インピーダンスを下げるためです。パスコンがないと、ANo.2 さんのコメントにあるように、回路の動作が不安定になる恐れがあります。

回答No.2

candle2007

直近ならば問題ありません。
目安としては数十cmなら支障ない、と言えるでしょう。

「平滑回路」は電源を供給する側から見た場合は、できるだけ「完全な直流」を供給するのがその任務ですが、負荷側から見た場合は、（交流分の）バイパスとしての働きをします。
つまり、電源±間は（直流的には電圧がかかっていますが）、交流的には「短絡」でなければならないわけです。
これがもし供給線が長いと、そのL成分がインピーダンスを持ち、交流分がロスしますので、（このロスを防ぐために）、増幅器側直近でバイパスコンデンサを設けてやらなければならなくなります。

この説明で分かるとおり、”どれくらいの長さなら”、とか、”どれくらいのバイパスコンデンサ容量が”・・というのは、どれくらいの周波数まで問題にするか、ということに関わってきますので、一口には言えません。

ひとつの方法としては、実際に回路を動作させ、オシロやFFTで出力特性（周波数・歪等）を観測しながら、容量を決める、というやり方もあるかと思います。

言い忘れましたが、電源回路にインピーダンスを持つということは、単に交流分をロスするだけでなく、予想外のフィードバックを起こす原因ともなり、増幅器の動作が不安定（場合によっては発振を起こす）になることも有り得ます。

これらのことも、前記の方法でその限界を知ることができます。

補足

電池ボックスからの配線は数センチになります。
また電池の＋側に１０KΩないし２０KΩでコレクターに供給しており
動作電流も500μAと小さい１石プリアンプになります。
処理する周波数帯域は音声のみです。
オシロや交流計がないので不安ですが、これだとコンデンサーを使わなくてもOKでしょうか？

回答No.1

gonbee774

平滑とは、交流を整流したとき直流にならず、正弦波の片側だけになっているものを直流（まっすぐな波形）に近づける為に入れます。
なのでその目的からは不要です（電池は直流電源なので）。

ただ、インピーダンスを下げるという意味からは、電解コンデンサを入れたほうがいいようなことをききました（10～100マイクロファラッド程度）。

お礼

非常に参考になりました、ありがとうございました。