僅か1.24mm超小型なのに高音質。D級アンプPAM8012を使ったオーディオ・アンプの製作

PAM8012使用2ワットD級アンプモジュール

DIODES(PAM)製D級アンプを実装した秋月電子通商製のアンプ・モジュールです。実は、チップがあまりも小さかったのと、MUTE端子を引き出すことが出来なかったので、あまり期待していませんでした。

PAM8012使用2ワットD級アンプモジュール
（https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-08217）秋月電子通商 K-08217

実際に製作して使ってみると、どちらも心配する必要がありませんでした。

製作方法

モジュールだけでもアンプとして使うことが出来ますが、本ブログでは、以下のように入力側に電圧利得設定用の抵抗を追加し、出力側にEMIおよびLCフィルタを追加しました。

入力側にゲイン調整用の抵抗を追加し、出力側にEMIおよびLCフィルタを追加した

入力側の抵抗は、他のアンプと比較しやすいように最大利得を8倍から6倍にしました。データシートの入力インピーダンスと最大利得から、入力抵抗31kΩ、負帰還抵抗246kΩであることが推測できるので、外部に取り付ける入力抵抗を10kΩとしました。

出力側のEMIフィルタとLCフィルタは、デジタルノイズを低減する効果があります。EMIフィルタはOUT+、OUT-のそれぞれの端子に挿入します。LCフィルタのカットオフ周波数は34kHzにしました。

製作例を下図に示します。最も大きな黄色の部品がLCフィルタ用のコンデンサ、黒い円筒状の部品がインダクタです。水色の部品はEMIフィルタです。

最も大きな黄色の部品がLCフィルタ用のコンデンサ、黒い円筒状の部品がインダクタ

アンプ・モジュール上に実装されている入力用のコンデンサ0.1uFによるカットオフ周波数は40Hzです。大型スピーカに対応するために、0.47uFのコンデンサを並列に追加しました。

大型スピーカに対応するために、アンプ・モジュール上に実装されている入力用のコンデンサと並列に0.47uFのコンデンサを並列に追加した

入力側のコンデンサと出力側のLCフィルタ用のコンデンサは、どちらも0.47uFですが、部品の大きさに大差があります。入力側は、モジュール基板上に大きな部品を実装できなかったため、積層セラミック・コンデンサを使用しました。出力側のLCフィルタ側はスピーカ内の回路などで使われるメタライズド・ポリエステル・フィルム・コンデンサを使用しました。電流の少ない入力側に積層セラミック・コンデンサを使うことで、出力側からのデジタル・ノイズの回り込みなどの影響を抑え、ノイズや歪みを低減する効果が出る場合があります。

基板の裏側です。電源線1本はビニール電線を使用しました。注意点は、オーディオ入力～アンプ入力までのGND配線と、アンプ出力のEMIフィルタ～アンプのGNDまでの配線です。それぞれの電流が同じ配線を通らないように配線しました。

自動利得調整 anti-saturation機能

アンプが歪まないように0.4dB単位で電圧利得を自動調整する機能です。起動時は最大の18dB（8倍）に設定されており、入力信号に応じて下げたり上げたりします。

ポップ・ノイズ低減機能（Startup Protection）

通常のアンプICの場合、電源投入時と電源OFF時にスピーカから「ブツッ」という音が出力されます。このため、アンプICのMUTE機能や、出力部にMUTE回路を追加し、電源操作時にMUTE状態にして対策します（例えば、スイッチ付き可変抵抗器でMUTE信号を制御するなど）。本アンプICは、MUTE機能を制御しなくても、ポップ・ノイズが低減されていました。音量を絞った状態だと、全く聞こえないレベルでした。