2段LCフィルターによるリップルノイズ対策

D級GaN MOSFETアンプのスイッチングノイズ対策が完了すると、

今度は電源のリップルノイズが耳に付くようになってきます。

 

D級アンプは原理的にPSRRが0dBなので、

当然の帰結ではありますが、

トランスとダイオードブリッジによる整流回路では、

リップルノイズが100または120kHzとその高調波になっていて、

丁度、可聴帯域にあるため耳に付くわけです。

 

対策としては、

リザバーキャパシターをスプリットしてCRフィルターにしたり、

トランジスタでキャパシタンス・マルチプライヤを構成する方法が一般的なようですが、

ここでは2段LCフィルタによるアプローチを取ります。

 

技術的な詳しい内容は

Second-Stage LC Filter Design

を参照して下さい。

 

2段LCフィルターの定数を

L1=33mH, L2=3.3mH, C1=1,000uF, C2=10,000uF とした、

LT SPICEによるシミュレーションモデルはこちらになります。

過渡応答のシミュレーション結果はこちらになります。

フィルター通過前の電圧が赤で、通過後の電圧が緑です。

明らかにリップルが減少しています。

フィルター通過前の電圧のFFTがこちらです。

10倍の高調波(1kHz)まで容易に確認できます。

フィルター通過後の電圧のFFTがこちらです。

100Hzで-7dBの効果, 3倍の高調波(300Hz)までしか確認できません。

 

これは試作してみる価値がありそうです。

 

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