コンデンサとカットオフ周波数/トランジスタ・アンプの作り方(5)【電子工作】[005]

[@MrKame1111]

こんな動画を探していました。
回路図、波形、公式、シュミレーションソフトの使用法など基礎から応用まで解説して頂き勉強になりました。
カップリングコンデンサについて、今回の動画で明確に分かりました。
ありがとうございます。

[@elecwitty]

励みとなるコメントを頂き、大変恐縮です。
このような説明で伝わるのかと不安を感じつつ、内容を何度も調整して作っていますので、明確にわかると言ってくださり少し安心しました。
今後も、できる限りわかりやすい動画を作るように努力しますので、今後もこのチャンネルの動画を見ていただければ幸いです。どうぞよろしくお願いします。

[@was9393]

電気の知識がないのにアンプキットとスピーカーを組み立てて遊んでいる者です。ご説明を聞いて感覚的に感じていたことが、やっと理解に近づいた気がします。これを機に一石アンプの組み立てに挑戦してみます。

[@yoshidano2001]

私のような素人にもわかりやすい説明ありがとうございます。楽しみにしております。

[@fugaku1480]

LTspiceにTTC5200のスパイスモデルを追加するわかりやすい説明をありがとうございます。さっそく使わせていただきました。
えれきちアンプFをもとに手持ち部品で同じ回路を組んでみました。意外と良い音質で、一石とは思えない性能に驚きました。SPのコーン紙がせりだすのも新鮮です。
ほんとうに、ありがとうございました。次の動画を楽しみにしています。

[@casa1420]

Obrigado pela aula.

[@seiyasu6914]

47ufとか100ufとか適当にやってたのが恥ずかしい。とても勉強になりました。ありがとうございます。

[@elecwitty]

勉強になったとのコメント本当にありがとうございます。励みになります。今後も有益な動画を作るよう頑張りますので，引き続きこのチャンネルの動画をご覧いただければ幸いです。よろしくお願いいたします。

[@mag7388]

とても分かりやすい説明ありがとうございます、特にインピーダンスの考え方は大変勉強になりました。

[@elecwitty]

分かりやすいと言ってくださり、恐縮です。
実は僕は最初コンデンサのインピーダンス 1/(2πfC)が何を意味するのかわからず、交流が同じインピーダンス(抵抗値)の抵抗に懸った時の電流の波形と、コンデンサの波形を並べてみて比較して、位相がずれているだけだということに気付いた時に、理解が深まった感じがしたのを覚えています。
それをお伝えできればと思い内容に含めていたのですが、この思いが伝わったような感じがして嬉しかったです。コメント本当にありがとうこざいました。

[@unknownk.youtube]

回を追う毎に、どんどん確実に、どんどん安全に、そして今度は音まで良くなっちゃうんですか！？🤩

[@hirowwg]

チャンネルに辿り着き、初めてのコメントになります。
アマチュア無線でマイクトランジスタアンプや１石BFO、2石レフレックス型イヤホンラジオを作っていた頃を思い出します。
今回の回路は自己バイアス１石アンプですが、入力のカップリングコンデンサの容量設計はカットオフ周波数の関係で迷うところです。
トランジスタのBE間の動特性時のインピーダンスが低すぎて、カップリング容量が大きくなってしまい電源突入時のサージ電流が少し気になります。
また、前段の出力インピーダンスの関係で、あまり入力インピーダンスが低いと前段の出力飽和のリスクもあります。
これにはエミッタにNFB抵抗を入れて入力インピーダンスを上げることになりますが、入力回路の理解と言う点では余計なことになりますね(^^)
NPN接合型トランジスタやFETの設計やLCRのインピーダンス計算は、電子回路の基本と思います。これからもコンテンツを楽しみにしております。

[@elecwitty]

示唆に富むコメントありがとうございます。ご指摘の通り，今回のアンプでは，コレクタ電流もかなり大きいこともあり，BE間のインピーダンスはとても低くなっていますので，おっしゃる通りの状況があると思います。このカットオフ周波数を計算した際に，これほど大きなカップリングコンデンサを使うのかと，自分でも少し戸惑いました。
エミッタにNFB抵抗を入れた形の回路についても，今後いつか電流帰還バイアスを扱う動画を作りたいとも思っていますので，その際に入力のインピーダンスにどのような影響が出るのかを含めたいと思います。
この動画の企画の際に最初は，熱電圧，電流増幅率，コレクタ電流などから，トランジスタの入力インピーダンスを求めて，交流のみを考慮した回路におけるインピーダンスを求めて，CRフィルタの遮断周波数を計算により求める方法を考えていたのですが，今回はまずは詳細よりも概念的なことを伝えたいと思い回路シミュレーションで得られた周波数特性を用いることにしました。今後，回路の計算についても機会があれば扱いたいと思います。
この度は回路設計に詳しい方にコメントいただけて嬉しかったです。この一連の動画シリーズでは基礎的なことを分かりやすく説明するために，できるだけシンプルな回路にすると同時に，実際にスピーカーなどで動くものにしたかったので，いろいろと難しさを感じながら動画を作っているところがあります。普通，回路を学ぶための一石アンプでは使わないような放熱板がついているような大きなトランジスタを使ったり，コレクタ電流を数百ミリアンペアも流したり，非常に大きいカップリングコンデンサを使ったりと，一般的ではないと思える部分などはそうです。
こうしたことについて回路設計に詳しい方に聞いて頂いたり，アドバイスを頂いたりしたいので，こうしたコメントを頂けるのは嬉しいです。本当にありがとうございます。
今後も，できる限り有益なコンテンツを作成するように努力しますので，どうぞよろしくお願いいたします。

[@namako58jp]

コンデンサの代わりに１対１のトランスを入れても良いのでしょうか？

[@elecwitty]

コンデンサの代わりに1:1のトランスを入れても，直流をカットすることはできますので，それを使うこともできると思います。でもコレクタにトランスを入れてスピーカーをつなぐのであれば，比率が1:1ではなく，スピーカーにかかる電圧が高くなるように1:12などを使って，より大きな電力を取り出すようにする方がよいと思います。
トランジスタのエミッタは電流源で，負荷のインピーダンスが大きくても小さくても同じ電流を流します。ということは，負荷のインピーダンス大きいほど電圧が大きくなりますから，インピーダンス大きければ大きいほど負荷で消費される電力が大きくなるということになります。
負荷が8Ωのスピーカーの場合のようにインピーダンスが低い場合には大きな電力を取り出せないのです。そこで 1:nのトランスを使ってトランジスタから見たインピーダンスが 8*n[Ω]に見えるようにすれば，n倍の電力がスピーカーから出力されることになり，大きな音が出ることになります。
それで，直流カットすると同時に，大きな電力がスピーカーで消費されるように トランスを使うのであれば，1:1ではなく，比率が異なるトランスを使った方が良いと思います。SansuiのST-32のような1:12などのスピーカー用アウトプットトランスが良く使われるはのそのような理由があります

[@namako58jp]

@@elecwitty 丁寧に解説ありがとうございます。
サンスイのST-32ググってみたら安価でいろいろ使いやすそうですね。

[@sugarraymk]

すごく初心者丸出しの質問ですみません。
カップリングに使うコンデンサーは両極性が良いでしょうか？

[@elecwitty]

動画で説明している通り、コンデンサにかかる電圧の極性が不明、あるいは不安定な回路では、両極性(無極性)コンデンサを使う必要があると思いますが、極性がはっきりしている場合には有極性も使用できる思います。
でも、もしかするとそれ以外にもサイズや容量やその他の点で、ぼくが知らない両極性の方が有利あるいは不利という要素があるかもしれませんので、このことについて詳しい視聴者の方がおられましたら、ここにコメントを書き込んで教えていただけないでしょうか。

[@takoyaki7312]

オシロの波形はふらふらして見にくいですね。同期出来ないんでしょうか？
47μFで10kHzの時のコンデンサの前後の電圧が80%程度となっているのは何故ですかね？10kHzでの47μFのインピーダンスは0.34Ω位なので、もっと大きな電圧（100%に近い）が出るはずでは？
また、その時のコンデンサの後の電圧のセンターが0Vでなく若干マイナス側になっているのは何故なんですかね？

[@elecwitty]

オシロスコープのキャリブレーションが必要なのかもしれません。今後正確な電圧が必要な時に確認したいと思います。