高品質な低電圧ヘッドホンアンプ / 以前のコメント

2008/09/04(木)高品質な低電圧ヘッドホンアンプ / 以前のコメント

電子::HPA

コメントがあまりに増えて読みにくいので移動しました。

記事はこちら

499: 2011/11/09 01:39:28

>２つほどゴミを作りつつも本日ようやくまともに音が出るようになりました。
それはおつかれさまでした。無事完成したようで何よりです。

>もう少し音量の変化を緩やかにしたいと思っているのですが、良い方法はないでしょうか？
ボリュームの手前に直列に20～30kΩぐらいの抵抗を挟むのが一番お手軽な方法です。
LGMFやLGMFSを私用すれば音質に関してはそれほど気にならないと思います。

もしくは、ついでに音質アップを狙ってLGMFかLGMFSの10～20kΩぐらいの抵抗を、
http://nabe.blog.abk.nu/public/image/nabe/circuit/onshitsu-r03.png
のR3の位置に結線するという手もあります。
大音量は出せなくなりますが、
小音量しか使わないならそんなに問題は起きないかと思います。

500: ptck 2011/11/15 05:19:23

こんばんは、はじめまして。

この度、「ヘッドホンアンプが欲しいな、自作しようかなぁ」などと考えつつネットの海を
漂ってこのページにたどり着き、全面的にこちらに書かれている事を参考にしてとりあえず
作ってみました。あまりハンダ作業の出来には自信ありませんが一応完成させることができ、
このような有用な情報を公開して下さっているなべ様にまずお礼を言わさせていただきます。
ありがとうございます。

作ったアンプは、1.2V×6の±3.6V駆動、LME49722+2SC1815(L)/2SA1015(L)というような
構成で、実際に聴いてみた感想では音の分離もよくストレートに音が聴こえてくる印象を
受け、総じて満足しています。しかし、いくらか低音が弱いような印象も受け、試しに電源の
バイパスコンデンサをLRそれぞれのの正負それぞれ（計4つ）を1500uFずつまで増強して
みましたが効果的とは言えませんでした。
かくなる上はOPアンプへの帰還ループにコンデンサを仕込んで低音を持ち上げてやろうかとも
考えていますが、それは"味付け"するような手段であると感じ、あくまで最終的な手段として
用いようと思い、他にそれよりも先に試すべき良い方法は無いかと思案しています。

このような完成度の高いヘッドホンアンプの回路やそれに関する情報をお教えいただいた上で
非常に恐縮ですが、何か良いアイディアや関連する情報をご存知でしたらご教示願えません
でしょうか。よろしくお願いします。

501: 2011/11/15 23:18:47

>いくらか低音が弱いような印象も受け、
オペアンプとかヘッドホン（イヤホン）変えてみるぐらいでしょうか。
これも味付けの1種ですが、オペアンプ（イヤホン）使う以上何かしらの色はつくので。
もしくは電解コンデンサを変えてみる。これも味付けですが。

どういう低音を好むかにもよるとは思います。
イコライザーで持ち上げたような低音が好みなら帰還ループに細工が無難でしょうか。

502: ptck 2011/11/16 04:48:48

お返事ありがとうございます。

>オペアンプとかヘッドホン（イヤホン）変えてみるぐらいでしょうか。
なるほど。ヘッドホンを替えるとなるとそこそこ出費が痛いので（汗 OPアンプの
交換あたりから手をつけてみようかと思います。情報の後出しで申し訳ないですが
実は一度部品入れに転がってたNJM4580Dをちょっとだけ試したところ、少なくとも
低音の鳴りに関しては大きな差を感じなかったので無意識にその選択肢を除外して
いました。考えてみれば、一口にOPアンプと言っても数多くあるのですし、何個か
試すのが先決でしたね。見落としていました。

>もしくは電解コンデンサを変えてみる。これも味付けですが。
現在OS-CON（低ESRの方）を使用していますが、替えるとなるとオーディオグレードの
ものでしょうか。好みの問題も絡むので色々と試すのが一番なんでしょうけれど。
音質の観点から（あるいは精神衛生上も）一度外した電解コンデンサをもう一度
付け直すということができないのが試行錯誤する上で辛いところです…。

>どういう低音を好むかにもよるとは思います。
低音が全くもって潰れているわけではなく、先日分離が良いと言ったように聴こうと
すれば輪郭を持って聴こえるけれど、「低音の量」がもう少し欲しいと感じました。
そう考えてみると帰還ループへの細工は効果が期待できると考えていますが、これは
修正の手間（感光基板でプリント基板作成していたためユニバーサル基板と違って
綺麗に修正するのが難しいと思われる）もあるので最終手段にしておこうと思います。

とりあえず低音よりという評価の有りそうなOPアンプを探しながら色々あたってみたい
と思います。それでもどうにも効果が薄いと感じたらループにバスブースト用の回路を
仕込んでみたいです。あまり無駄な接点は増やしたくないところですが、従来の何も
挟まない帰還とバスブーストの回路を挟む帰還をスイッチで選択出来るようにすれば
幅も広がって面白いかもしれないなどと妄想しています。改良の幅が広いのも自作
オーディオの楽しいところだと改めて実感します。

長文失礼しました。わざわざ稚拙な質問にお答えいただきありがとうございました。

503: 2011/11/17 21:15:01

>現在OS-CON（低ESRの方）を使用していますが、
>替えるとなるとオーディオグレードのものでしょうか。
OS-CONは色が乗らないほうだと思いますが、
いわゆるオーディオ用は色が乗りますね。うちは好まないですが^^;
外したコンデンサはつけるのは本当はよくないですね。
自分で使うものでは、しょっちゅうやってますけど（苦笑）

>「低音の量」がもう少し欲しいと感じました。
なるほど。
量感を出すのは分離の良さを犠牲にすれば結構方法があります。
イコライザーも多少分離は悪くなるかもしれませんが（試したことない）、
回路性能を落とす（わざと分離を悪くする）よりはマシかもしれません。

なんにせよオペアンプ交換で納得できればそれが一番良いかもしれません。

504: KIRI 2011/11/18 00:02:24

なべさん、こんにちは。

毎度長文でお邪魔させてもらっています。
今回は、このヘッドホンアンプで質問が何点かあります。

現在PCM2702DACを製作中で、電源に±16～12Vのリチウム電池を使っています（オペアンプ駆動用）DAC駆動用には別途+8.4V用意しています。
そこで、スペースが若干余ったので、±16Vの電源を使って、こちらの、ヘッドホンアンプの回路を動作させたいのですが、アイドル電流について少しお伺いします。
ブレッツボードでテストしているのですが、±16Vで片Chの終段の1815トランジスタのコレクタ電流を、テスターのアンペア計で実測しました（古いアナログテスターなので若干狂っているかもしれませんが）R3～6の抵抗が1Ω、R9～12が0Ωでも、熱暴走してしまって計測できなかったのですが、なべさんの記事を参考にアルミテープで簡単に熱結合しただけで熱暴走は収まりました。一応参考までに実測値を、
0Ω＞1.5ｍA
33Ω＞3ｍA
47Ω＞4ｍA
68Ω＞9ｍA
75Ω＞11ｍA
100Ω＞30ｍA以上（途中で電源落としました30ｍA×16Vで480ｍWなので。。。
なべさんの表の±9の項目よりだいぶ小さい値ですが。。。
この数値を踏まえて75Ωで行こうと思うのですが。
16Ωのヘッドホンを繋いで16ｍAくらい。
27Ωのヘッドホンで13ｍAくらいの消費電流です。
ちなみに熱結合してると温度が上がると消費電力が下がりますね（ドライヤーで試した
16ｍA×16Vで256ｍWなのですが危険でしょうか？（保護回路も入れるので多少危険でも。。。

それともうひとつ質問が。
R9～12は1/10ｗのチップ抵抗でもいけそうな気がするのですが。
R3～6は1/10ｗの負荷は掛かっていないとしても。。。
チップ抵抗じゃ切れちゃいますかね？ヘッドホンの抜き差しで。。。

±16Vだと低電圧ヘッドホンアンプとはいえませんね。。。
軽く質問するつもりがまた長く。。。

後もうひとつ±16Vならヘッドホンアンプ用としてなべさんならどのオペアンプを選びますか？
よろしくお願いします。
DACが完成したらまたお邪魔します。

505: 2011/11/19 15:10:18

>R3～6の抵抗が1Ω、R9～12が0Ωでも熱暴走してしまって計測できなかったのですが、
電圧高くなるとそうなりますね(^^;;
±7～8Vぐらいから動作的に厳しいのは確認してます。
電圧増えると、電流少なくても消費電力（発熱）が増えてしまいますから。

>16ｍA×16Vで256ｍWなのですが危険でしょうか？
トランジスタは0.4Wですから、たぶん大丈夫……でしょうか？
熱結合が外れて熱暴走しなければ^^
本当は放熱（ケーシング）条件にもよるのですけど。

>チップ抵抗じゃ切れちゃいますかね？ヘッドホンの抜き差しで。。。
切れないような気がします。
繰り返しやった場合はわからないど、
例えば1000回やって壊れるならそのとき変えるので大した手間ではない。
切れて回路が熱暴走しなければ……という条件付きですが（苦笑）
（深く考えてないで発言してます(^^;;;

>±16Vならヘッドホンアンプ用としてなべさんならどのオペアンプを選びますか？
LME49990かLT1363でしょうか。
なお、LME49990で動作確認したことはないので想像で答えてます（苦笑）

506: KIRI 2011/11/23 20:16:54

お返事ありがとうございます。

±16V版のこちらのヘッドホンアンプの回路が完成しました。
＞>±16Vならヘッドホンアンプ用としてなべさんならどのオペアンプを選びますか？
＞LME49990かLT1363でしょうか。

まさかシングルのオペアンプをお勧めしてくるとは思っていませんでしたｗ
72×48ｍｍの基板を72×40にカット（スペースの都合上）したものに、LED15個と一緒に載せる予定だったのであまりスペースが無かったのですが。。。
何とかシングルで実装できました。（オペアンプよりコンデンサが。。。）
シングルでダイヤモンドバッファ組むと、なんだか簡単に実装できますね。。。
現在、DACともどもエージング中ですが、手持ちのシングルオペアンプLT1028ACN、LT1037、LT1115、LT1468、LT1363、UA741CN、OP07CPで聞き比べてみました。（LTばっかりそしてこれはDAC用に買った。。。）
意外だったのは、テスト用（出来上がった基板でオペアンプ壊さないようにためしで乗せるｗ）のUA741やOP07でも思ったよりしっかり鳴ってくれるところですね。。。（DACのローパスフィルターに入れたときは鳴ってるだけだった気がした）
で、いろいろ聞いてよく判らなくなってきたのですが。。。
最終的に、LT1363かLT1468がいいのでは？となり、たまたま今回DigiKeyで購入していたLT1363を採用することに（なべさんのお勧めでもありますしね。LT1364は以前から大好物でしたがシングルは初購入）
個人的にはスルーレートやGB積が高いオペアンプはローパスフィルター用かなと思っていたのですが、ダイヤモンドバッファがあっても電流出力が高いほうがいいのかな？とも思ったり。（その点LT1363は低電圧でも動くし、いろいろと万能な感じですね）

この回路ですが、意外と消費電力があるので、ヘッドホン端子の抜き差しで（端子にスイッチ付のやつです）電源ON/OFFしているのですが、以前教えてもらった。
>http://nabe.blog.abk.nu/public/image/nabe/circuit/pm-power-1sw.png
で、電流も制限しているので（ベース抵抗22ｋ）150ｍAほどしか電流も流れませんので、（±16V）トランジスタ破壊には十分ですが、ほかに保護とかはついていませんがたぶんなんともならないと思っています。（回路の中には入っていませんが供給側にチップインダクターやバッテリーの出力にはポリスイッチも入っているので）
まあ、自作ですから家が火事になっても自己責任でｗ

DACもあとケース加工だけです。
ケースはタカチのUC20-8-14DDです。
リチウムイオン電池10本使用。
95ｘ72ｍｍ基板3枚+72×40基板（これ）そして初の2階建てｗ
古いCPUクーラーと7ｃｍケースファン付（充電時のみ動作）
製作日数30日くらいの力作です（単にのろまなだけかもｗ）

完成したらまた、報告に参ります。
電子ボリュームいいですね。。。
据え置きになら、後付でも入りそうです。。。
問題はお値段です。。。
見た感じこれは製作しにくそうなのでｗ
今後も期待しています。

次はTPA3110D2を製作予定部品は集めてあります、電源はとりあえず鉛バッテリーか？

507: 2011/11/23 23:26:09

>まさかシングルのオペアンプをお勧めしてくるとは思っていませんでしたｗ
全然考えてなかった（苦笑）
普段からsingle dual(SOP)変換下駄を使ってるので何も気にしてない^^;;

>スルーレートやGB積が高いオペアンプはローパスフィルター用
別にそんなことはないですよ^^;;
何が何でも高速オペアンプがという訳ではないし低ノイズ品とかで良いんだけど、
電圧高いとその手のオペアンプ使えないのが多くて。
低電圧は結構いろいろ試してるのですが（苦笑）

>電子ボリュームいいですね。。。
>見た感じこれは製作しにくそうなのでｗ
マイコンのプログラム書かないとですからね……。
外部電源で使うならスイッチ操作なMAX5456/5457を使うのも手ですが。
（使おうと思ったけど面倒くさいのでマイコン制御にした）

508: ユメカゴ 2011/11/27 04:12:56

　はじめまして、一作目の反省点を踏まえつつ二作目を作っている途中の者です。幾つかご報告と作ってる途中で思った疑問があります。そして長文失礼いたします。

　まずはご報告を。
Zobelフィルタのコンデンサですが、このコンデンサを変えると音も変わりました。視聴環境はiPod touch→Dock（ケーブルはPCOCC-A）→アンプ→ATH-CKM99またはK701です。
アンプは±2.4V電源のR9～R12は100ΩのREYを、1Ωはohmite飲む誘導巻線を使ってます。ここで失敗したことにトランジスタは1815と1015なんですがローノイズ版じゃありません。ボリュームはマルツのR1610Gによく似た千石で売ってたものを使ってます。オペアンプはLT1677やNJM4580などを取っ替え引っ替えしてます。
Zobelフィルタの部分はICソケットで変えられるようにして幾つかのコンデンサを聞いてみました。だいたいオペアンプを変えるぐらいの変化はあると思います。それでもオペアンプを変えたほうがかなり変わりますが。オペアンプを変えたりしてるのである程度の特徴だけ書いておきます。

ニッセイ MMT　低音弱め
パナソニック　ECQV　低音に厚みがあるが高音もちょっと強い
マルツ　CL21X　中音が強めでボーカルが前に出る感じ（HPだと商品名はプラスチックになってますが詳細はポリエステルになっています。店での表示もポリエステルでした）
WIMA MKP2 CL21Xに似ているけど音がちょっと柔らかくなる
WIMA MKS2　ckm99自体がドンシャリなのでわからないが低音高音やや強め。柔らかいのにくっきりしてて不思議な感じ。K701も同じ感じですがこのコンデンサが一番フラットな気がする・・・まあオペアンプにもよりますが

　そして質問なんですが
>低電圧動作の場合、性能回復を見込めるのは耐圧6.3Vが限度でしょう。
とのことですが低電圧とは±1.2Vのことでしょうか？それと電源電圧が変わると回復できる耐圧はコンデンサにかかる電圧の5倍強ぐらいと考えてよろしいのでしょうか？
>耐圧に近い電圧を100時間程度かける必要がある
と相反してたため気になりました

　2つ目の質問なんですがボリュームのR1610GとRD925Gの音の違いは好みの差なのでしょうか。「ボリュームの聴き比べ」の記事を見るかぎり、この2つの音の差がよくわからなかったもので・・・何故この質問したのかというと低電圧で作った時、ケース（タカチの8×13×2のモバイルケースだったかな）にステレオジャック２つにLEDとスイッチにボリュームを取り付けようとするとボリュームが８cmの部分の半分ほどを占めるため他のパーツが取り付けにくくなったものでw

　それと思ったんですがビスパとマルツって同じグループなんですかね。ビスパにもR1610GがあるんですがメーカーはBispaってなってますけど。ただそう考えると似た商品が多い理由に納得がいくんですよね。
それと２V以上の回路図のLEDにつける抵抗の値も変えるような表記が必要な気がします。回路に不慣れな方はおそらく設計図道理の値で作ると思うので電池４本の場合LEDに流れる電流はLEDが２Vかかると考えて(4.8-2)/220=12.7ｍAなので消費電力としてはバカにならないと思います
長々と失礼致しました。

509: 2011/11/28 19:36:35

>Zobelフィルタのコンデンサですが、このコンデンサを変えると音も変わりました。
Zobelも音影響しますか。ということは抵抗も影響することになりそうだなあ（汗）
前比べたときは差がなかったので今度また確認してみます。
音質の情報もありがとうございます。

>マルツのR1610Gによく似た千石で売ってたもの
秋月にも、どこでもあるけど、
似て非なるものなので音は恐ろしく悪かった記憶が……。
逆に形状からよくある質の悪い抵抗だと思ってたので
R1610Gを最初に聞いたときはびっくりしたんですよ^^;;

>>低電圧動作の場合、性能回復を見込めるのは耐圧6.3Vが限度でしょう。
>とのことですが低電圧とは±1.2Vのことでしょうか？
±1.2～2Vぐらいを想定していますが、実験したわけではありません。
経験上、耐圧に近ければ近いほど自己修復は早まります。

>ボリュームのR1610GとRD925Gの音の違いは好みの差
明確にR1610Gの音質が優れています。
比較するとRD925Gのほうが音質が劣化（音の混ざり等）します。

>ビスパとマルツって同じグループなんですかね。
自分はビスパの人でもマルツの人でもないので聞かれても困るのですが（苦笑）
どっちの登記簿も取ったことはありませんが、登記簿上つながりがなければ、
多分、OEMとかその類じゃないでしょうか？
同じ工場で同じように作ってる実質同じものだけど、
売っているメーカーが違うなんていうのは世の中にありふれたことですし。

LEDの件はありがとうございます。本文で注意しておきました。

510: kid 2011/12/02 01:31:31

はじめまして。HPA自作初心者の者です。素晴らしいキットを頒布していただき私のような
端くれにも素晴らしいものがとどいて嬉しい限りです。

今回このキットを組み立てて音出ししてみたのですが
LEDも点灯し、アンプも機能するのですが、なぜか３分ほどで
ものすごいノイズと歪みの嵐になってしまいます。
そしていったん止めてしばらく置いてから再び音を出すとまた３分ほどで同じような
結果になってしまいます。

回路図となんども見比べてみたのですが実装には間違いはありませんでした。
これってコンデンサに異常があるのでしょうか？
ご教授のほど宜しくお願いします。

これってコンデンサ

511: kid 2011/12/02 01:34:14

すいません。最後の部分がおかしくなってしまいました。
最後の部分は気にしないでください。すいません。

512: 2011/12/02 01:34:51

LEDの明るさに変化がなく、電池が減っているわけではないなら、
GND線のハンダ付けを確認してみると良いと思います。

516: ユメカゴ 2011/12/03 03:37:55

　返答有り難うございました。ようやく2台目が完成しました。今回は電解コンデンサも交換できるようにしてみて音の変化を楽しみます。ちなみに完成したのはこんな感じです
ttp://twitpic.com/7n3hn8
>明確にR1610Gの音質が優れています。
よかったです無理してでもこっちのVRにして今度はもうちょっと穴の開けるパターンを工夫しよう…

　電解コンデンサ変えてみると結構音が変わりますね。ニチコンのFG-10V2200μF,KW-10V3300μF、東信のUTSJ-16V1000μFと挿し変えてみてわかりましたけどOS-CONだと低音が強くなってちょっとボーカル感じがしましたよ。いやはや面白い。熱で劣化してるにもかかわらずFGが結構良かったので今度ケースに入る10V1000μFを使ってみようかと思います。ただリード径がでかいのではんだ付けしないといけませんけど…もう自己修復することを祈って

　LT1498を使って見ましたがフィルタあっても普通に使えますね（なくても使えますけど）。無音時にも変な音はしませんし発振してないように思えます。

　>オペアンプの選択（低電圧/5.5V(±2.25V)までの場合）
5.5Vなら±2.75Vではないですか？または4.5Ｖかと思うんですが

517: イモ野郎 2011/12/05 16:54:33

nabeさん、初めまして。
外でHPAをプレイヤーごと紛失し凹んでいた所、こちらのブログに辿り着きました。
1万未満でこれほど評判の良いポタアンは気にならない訳がありません（笑）
回路を拝借し作ろうと思うのですが、いくつか疑問点がありますので質問させて下さい。

リチウムマンガン電池を4本用いて、±7.4～8.4Vで動作させる予定です。
内部抵抗が低いので、せっかくならアイドル電流を増やそうと思ったのですが、
R9～12を100Ωにした場合、2SA1015 2SC1815 を単純に3個ずつ並列にすれば安全でしょうか？
また、これに際して抵抗のW数を変更した方が良い箇所はありますか？
オペアンプはOPA2604使用の予定です。

よろしくお願いします。

518: 2011/12/06 01:40:07

>>ユメカゴさん
>ttp://twitpic.com/7n3hn8
写真いいですね。接点取り外し式は自分もよくやります。
むしろ、ほとんど全部取り外し式に^^

>電解コンデンサ変えてみると結構音が変わりますね。
かなり変わりますよね。
オペアンプも一部除いて結構使えます。
稀ですが、ものによっては「Zobel付いてな方が安定する」ものもあったりします。

>5.5Vなら±2.75Vではないですか？または4.5Ｖかと思うんですが
間違えてた……。
最初に書いたときから何か違和感あったのを覚えてます（汗
ありがとうございます修正します^^;;

>>イモ野郎さん
>外でHPAをプレイヤーごと紛失し凹んでいた所、
それは凹みますね--;;;;
気になっていただきありがとうございます。

>リチウムマンガン電池を4本用いて、±7.4～8.4Vで動作させる予定です。

>内部抵抗が低いので、せっかくならアイドル電流を増やそうと思ったのですが、
>R9～12を100Ωにした場合、2SA1015 2SC1815 を単純に3個ずつ並列にすれば安全でしょうか？
並列にすると単純に３分割される効果はあるのですが、
１つずつのトランジスタに流れるIb（ベース電流）が減るため、
Vbeが小さくなりその分電流が増加します。

単純に１つあたりの電流が1/3になるわけではないということを念頭に、
R3-R6も2.2Ωぐらいに増やすことを考えてカット＆トライをおすすめします。

>これに際して抵抗のW数を変更した方が良い箇所はありますか？
変えるならエミッタ抵抗（R3-R6）ですが、
変えなくても大丈夫ですし、1Wもあれば充分です。

519: kid 2011/12/07 00:21:19

返事が遅くなりすいません。アースのところが外れていたみたいでした。おかげ様で解決できました。ありがとうございました。今度から気を付けます。

520: イモ野郎 2011/12/09 18:30:08

nabeさん、返信が遅くなりすみません。
丁寧なアドバイスありがとうございます。

単純に並列にすれば良いという訳でもないのですね。
ランタイムも考慮し、アイドル電流は200mWで収まる様にしてみます。
抵抗も数パターン用意して、色々試しながら抵抗値を決めたいと思います。

電圧は欲しいがランタイムも欲しい→14500型リチウムマンガン電池4本
お気に入りのコンデンサを使いたい→MUSE KZ
欲張った結果、ポタアンと呼べないサイズになりそうな予感がします（笑）

公開される回路とは直接関係が無くて申し訳ないのですが、
電池が生セルにつき電圧降下の通知をどうしようかと思案しています。
ラムダダイオードが入手困難になってしまっていた事が計算外でした。
よろしければヒントを頂けないでしょうか？

521: 2011/12/10 15:08:32

>ポタアンと呼べないサイズになりそうな予感がします（笑）
ある程度電圧があれば据え置きで充分いける回路ですから
問題ないと思いますよ(^^

>電池が生セルにつき電圧降下の通知をどうしようかと思案しています。
ラムダダイオードをはじめて知ったレベルですが^^;;
特定電圧より下がったことを知りたいのならば、
コンパレーター（ないしはオペアンプ）で電圧検出回路を作るとよいと思います。
検索してみてください^^

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