첫 오디오 앰프 자작, LTspice 시뮬레이션부터 시작해 봤습니다

자작 오디오에 관심이 있었는데, 트랜지스터로 소형 파워 앰프를 만들었다는 블로그 글을 읽고 나니 저도 직접 해 보고 싶어졌습니다. 참고한 책은 『정본 트랜지스터 회로의 설계』 4장 「미니 파워 앰프의 설계」입니다. 0.5W 출력 앰프를 회로 상수를 정하는 법부터 평가까지 아주 꼼꼼하게 따라가고 있어서, 앞으로 만들어 보려는 분들께 정말 추천하는 책입니다.

설계 사양은 전압 이득 10배(20dB), 8Ω 부하에서 0.5W 이상, 주파수 특성 20~20kHz, 왜율 1% 이하입니다. 회로는 이미터 접지 전압 증폭단과 AB급 푸시풀 전류 증폭단으로 구성합니다. AB급에서 크로스오버 왜곡을 없애기 위해 다이오드를 넣는 이야기나, 열폭주를 막기 위해 트랜지스터를 방열판에 열결합하는 요령이 무척 공부가 되었습니다.

오디오 애널라이저는 없어서 무료 회로 시뮬레이터 LTspice로 보완했습니다. 과도 해석으로 입출력 파형에서 이득을 측정하니 거의 설계대로 약 10배(20dB)가 나왔습니다. 이어서 FFT로 고조파 성분을 확인하고 .four 명령으로 THD(왜율)를 계산했더니 약 2%라는 결과가 나와, 책에 실린 값과 거의 일치했습니다.

기판은 EasyEDA로 처음 설계해서 JLCPCB에 주문했습니다. 쿠폰을 포함해 500엔 정도로 놀랄 만큼 저렴했고, 중국에서 배송도 1주일 정도 걸렸습니다. 정말 작동할지 불안했지만 제대로 소리가 났습니다. 왜곡도 적고, 일반 스피커와 다름없을 만큼 기분 좋게 울려 줍니다. 다음에는 전원 회로나 디지털 회로에도 도전해 보고 싶습니다.

출처: よもつひらさか