初めてのオーディオアンプ自作、LTspiceでシミュレーションから始めてみた

自作オーディオに興味があって、トランジスタで小型のパワーアンプを作ったというブログ記事を読んだら、自分でもやってみたくなりました。参考にしたのは「定本 トランジスタ回路の設計」の第4章「ミニパワー・アンプの設計」。0.5W出力のアンプを、回路定数の決め方から評価までとても丁寧に追っていて、これから作る人に本当におすすめの本です。

設計仕様は、電圧利得10倍（20dB）、8Ω負荷で0.5W以上、周波数特性20～20kHz、歪み率1%以下。回路はエミッタ接地の電圧増幅段と、AB級プッシュプルの電流増幅段で組みます。AB級でクロスオーバー歪みを消すためにダイオードを入れる話や、熱暴走を防ぐためにトランジスタをヒートシンクに熱結合する工夫が、とても勉強になりました。

オーディオ・アナライザは持っていないので、フリーの回路シミュレータ LTspice で補完しました。過渡解析で入出力波形から利得を測ると、ほぼ設計通りの約10倍（20dB）。さらにFFTで高調波成分を確認し、.four コマンドでTHD（歪み率）を計算すると約2%という結果になり、本に載っている値とほぼ一致しました。

基板は EasyEDA で初めて設計して JLCPCB に発注。クーポン込みで500円ほどと驚くほど安く、中国からの発送も1週間程度でした。本当に動くか不安でしたが、きちんと音が出ました。歪みも少なく、普通のスピーカーと変わらないくらい気持ちよく鳴ってくれます。次は電源回路やデジタル回路にも挑戦してみたいです。

出典：よもつひらさか