2025/06/15(日)ヘッドホンアンプ用バッファ回路の検証
オペアンプ+バッファのHPA回路にて、全体の仕組みを変えずにバッファ回路だけ変更してどれが一番良いか検証してみよう！ という企画です。
バイアス回路はどれがいい？
3つとも同じようなバッファ回路になっていますが、バイアス電流の仕組みが少し異なっています。
- 左上は、薄膜抵抗によるバイアス回路。
- 右上は、CRDによる定電流バイアス回路。
- 左下は、カレントミラー回路による定電流バイアス回路。
さて、この3つを音が良い順に並べるとどうなるでしょうか？ 予想するのも楽しいと思うので、X（Twitter）でアンケートをしてみました。
- 一番良いの投票数：カレントミラー > CRD > 薄膜抵抗
- 一番悪いの投票数：CRD＝薄膜抵抗 > カレントミラー
みんなすごいなー。結論として音が良い順に並べると以下のようになります。
カレントミラー > 薄膜抵抗 >> CRD
ただの主観ですが、結構はっきり違います。
なぜそうなるのか？（考察）
昔はよく使っていたCRDですが、ここ何年かは全く使わなくなっていました。あるとき、実験として抵抗に置き換えてみたらめちゃくちゃ音が良くなったんです。
CRDのほうが回路として安定するし（オプアンプから見た負荷も軽いし）、取り出せる振幅も大きくなるにもかかわらず、音は薄膜抵抗のほうが良かった。抵抗ぐらいシンプルなほうが良いのかなと漠然と思っていたのですが、カレントミラー回路の音が良いことから原因が推測できます。
おそらく上の回路ではCRDの定電流源としての安定性が良くないことが原因です。今回使用したCRDを安定動作させるためには、両端に8～10Vぐらいかけてあげる必要があります。実際10mAのCRDを使って6.2mAしか流れてないわけで、規定の飽和動作をしていません。飽和状態で使用しないと、（オペアンプの）出力電圧によってバイアス電流が非線形に変動してしまいます。*1
そんなわけでここ何年か抵抗を使用してきたのですが、一応カレントミラー回路も検証したほうがよいよね？ とも思っていました。放置された理由はカレントミラー回路を組み込むのが面倒なのと「回路的には超安定するけど、多分抵抗より音悪いんだよな……」という予想（苦笑）
検証したら、これまた明らかにカレントミラー回路のほうが音が良かったです。この回路だと（オペアンプから見たとき）理想定電流源に近いんですよね。つまりオペアンプ対して抵抗よりも負荷が軽くなることが大きな要因だと思われます。
勘の良い人なら正解するのは簡単
基本的に「バイアス電流が多いほうが音が良い」のですから、その知識があれば簡単に並べ替えできます。
なぜなら「それ単にバイアス電流が増えただけでしょ？」というツッコミをされないように（実験時にその要因を排除できるように）、回路の電流値を設定してあるからです。
バッファ回路のコンデンサどっちがいい？
左右の回路、どっちが音が良いと思いますか？
アンケートでは、およそ「左が良い:右が良い=2:1」という投票結果でした。
聴き比べた感想は、やや左が良いかな（大きな差はなさそう）。
回路を普通に考えてみる
まず普通に回路を考察してみます。C1に位置するコンデンサですが、これは経験上容量が大きいほど音が良くなることが分かっています。
右回路の中点と出力の接続を一度無視すると、単純に左から右の回路になった場合、C1に相当するコンデンサ容量が半分になっいます（コンデンサの合成容量）。
もうひとつ、X（Twitter）で指摘していた人が居てさすがと思ったのですが、右の回路は高周波特性が悪化します。オペアンプの高周波出力がC2/C3コンデンサを突き抜けて出力（負荷）に接続されているためです。
2つとも音が悪くなる要因として考えられます。
経過とか
どちらにもC1の820uFを付けた状態で、C2, C3に100uFを追加したとき追加したとき明らかに良くなったので、それならばってことで上の比較回路を考えてみたのですが、実際作ったら微妙な感じ。
もう少し回路を工夫して検証してみても良いかもだけど、820uF×3（C1-C3）してもC1単独より悪いっぽいからダメかも。
まとめ
- 思いつきを検証するのは大事。
- 追試しまくるので時間がかかって大変（コンデンサのエージングも必要ですし……）。
- 意外と思ったとおりの結果にはならない。
ところで全部正解した人は居ましたか？
