高品質な低電圧ヘッドホンアンプ(単3×2本)

はてブ数 2008/09/04電子::HPA

進化したVer3はこちら。Ver3のほうが作りやすいと思います。


※2012/12/22 基板のみ委託しました

※2012/10/03 キット頒布終了しました。

※2011/12/14 以前のコメント・TBを別の場所に移動しました

※2009/07/04 低電圧(SBD)回路の一部変更(詳細情報

※2009/05/21 SBD使用回路への差し替え

※2009/02/16 リンク1件追加

はじめに

FETヘッドホンバッファアンプの部品ディスコン問題を解決すべく開発した新型のヘッドホンアンプです。単3電池2本で前作を越える音質というところに拘ってみました。電池が少ないので小型化も可能です。*1

基本的はオペアンプ+ダイアモンドバッファというシンプルな回路です。音質を妥協せずに可能な限り汎用的な部品で構成でき、しかも様々な種類のヘッドホンで使用できるよう配慮しました。

今回もバッファアンプ(+1倍)になっていますが、ちょっと改造すれば利得をかけることもできます。

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2008/08/23(土)ダイアモンドバッファと低電圧オペアンプ

ヘッドホンアンプ

失敗作を改造してダイアモンドバッファ付き回路にしたてたました(CRD1mAはそのまま)。1~1.4Vppぐらいしか出ませんが高能率ヘッドホンだと0.2Vppぐらいなんで実際これでも十分です。そんなに駆動力が必要なわけではないし、どうせ音なんか変わらないよって軽く聞き比べてたわけなんですか……まさか変わるとは

LMP7732のパラバッファアンプ*1と、LMP7732を使ったダイアモンドバッファ付きを比べると、後者の方が圧倒的に低音が綺麗。綺麗にしっかりとなります。こんな違うのか…。低音が綺麗なせいか、曲全体もよりクリアになります。*2

そこで、ここに取り出したるは例のFETヘッドホンアンプ(Vランク×4)。おおーっ、LMP7732+ダイアモンドバッファとFETヘッドホンアンプの音がとても似ている。Vランク×4ってこんな音よかったっけ? というおとぼけ発言をしつつ、よく比べると中高域の綺麗さ(明瞭さ)ではLMP7732アンプ。中高域の綺麗さと低域の綺麗さを併せ持つLMP7732+ダイアモンドバッファ最強ということに(笑)

LMP7732って低電圧オペアンプ界のOPA627みたいなところあるなーと思っていたんですが(妙に心地よい色が付く)、駆動力が不足すると若干エコーがかかったような色つきの音になるようです*3

*1 : 出力抵抗1Ωでパラレルに接続して、駆動力を若干水増しした回路

*2 : 低音で(中高域が)歪むってこということなんですね。

*3 : OPA627はきっちり±15Vぐらいかけてあげないと、結局駆動力などの性能が劣化します。もっともLMP7732駆動力低下の最大の原因は(発振防止用の)Zobelネットワークにあるのですが。きっちり駆動してあげても、OPA627やLMP7732は多少の色が付くようです。

そして今は

他の低電圧オペアンプに変えて聞き比べてますが、ダイアモンドバッファ付きの方が音が良いのは間違えなさそうです。ちなみに、バッファを付けられるオペアンプと付けると激しく歪んでしまうオペアンプ(LT1678等)があります。

ダイアモンドバッファ付きだと今度は出力可能電圧範囲で不利なので、今ちょっと面白い回路をテストしてます。うまく行きましたら、新型ヘッドホンアンプとして紹介しますね。

2008/07/13(日)ヘッドホンアンプ回路に悩む

2SJ74の廃盤の話がなければ、FETヘッドホンアンプを再販するつもりだったのですが、ここに来て悩んでいます。

FETヘッドホンバッファアンプ

  • 利点
    • 低電圧(2V)から高電圧(10~20V)まで問題なく動作する。
    • 回路がとても安定である。
    • 電源電圧効率が高い(電源電圧-0.2Vぐらいまで出力できる)。
    • 製作が簡単
  • 欠点
    • アイドル電流が多い。
    • パラレルにすることで出力インピーダンスを無理矢理下げている感じがある。
    • 低インピーダンスイヤホン(10Ωや16Ω)の駆動が難しい。
    • 低域のしまりがやや弱い(BL4パラ構成時)

代替案

このオペアンプ1発型の電源を単3電池にしてLT1677で駆動すると大変に優秀な音が鳴ります。駆動電流も5mAぐらいで*1電池も長持ち。低域のしまりも優秀です。しかし中高域の綺麗さがやや弱い。*2

ケーブルによる音質差よりも小さいレベルなので気付かなかったことにしようかとも思ったのですが、それも釈然としない。

追記。LT1498がおすすめされてる

*1 : 出力している電流除く

*2 : 興味ある人は組んでみるといいかも。違う感想ならぜひ教えてください。LT1677(1回路オペアンプ)はマルツにあります。Vランク×4には負けると思います。BL×4との比較は一長一短です。

3V(2.4V)駆動ヘッドホンアンプ

Vgsがたった0.2Vでも動作する、2SJ74にはじまる高利得のJFETのP-ch型が製造されていないことが悩みの種。代替を求めて低電圧でまともに動作するオペアンプを探してますが、音質を考えると「そのまま使うだけ」ってのは難しそう。

さてどうしようか(いくつかアイデア検討中)。

2008/07/06(日)FET素子の増幅度(ランク)と音質

発端はKANさんのLM4880ヘッドホンアンプへのコメント

LM4880の前段にバッファをかませてみました(2SK170・2SJ74それぞれ1ケのプッシュプルエミッタフォロワ)。(中略)、全体的にベールを一枚剥いだ感じの音質に仕上がりました。

反転アンプにバッファ付けて音質改善? なんて思ったもののためしてみるとこれが大きく変わる。しかも、Idss電流の小さいGRランクではほとんど改善効果がなく、Idssの大きいBLランクだと改善効果がある不思議。その不思議を追求して、Idssの一番大きいVランクを入手。「ええっ、こんなに変わるの?」っていう豹変っぷり。FETヘッドホンアンプを明らかに越える音質にびっくり(勘違い)。

不思議

FETのランクというのは、Idssと呼ばれるゲートソース間電圧0V時の電流値を選別したものです。Idssが増えるとgm(増幅度)が増えて出力インピーダンスが減る傾向にはあります。

これで大きく音質が変わることは、Idss以外に何かしら理由があるはずです。

  • 素子雑音がIdssに比例する?
  • 増幅率が良い素子ほど、なんらかの特性が向上する?

まだ分かりませんが、FETほど簡単な素子でこれほどの差が出るというのは非常に興味深い結果です。このFETの音の差は、オペアンプの選別品や広帯域品の音が良い理由に関連するように感じます。

続報

このFETヘッドホンアンプをVランクにすると音が変わるのか。

音は違います(LM4880前段に使ったときほど差はないと思いますが)。音の奥行き感や低音の力強さでVランクの方が上のようです。何気なく聞いていると結構違うような、注意深く聞いてるとまるで違わないような変な感じです。再生装置や環境によっては差が分からないかもしれませんが、環境によってはこちらよりもハッキリ違いが分かるかもしれません。*1


※詳しい情報はこちら

*1 : ちなみに昨晩聞き比べたときは、ランクの差よりもケーブルによる音質劣化を聞いてしまっていました(汗)。昔はケーブルの差なんて全く分からなかったのですが、知らない間に随分と遠いところへ来てしまったようです。LM4880アンプは素子を取り替えて聞き比べたので、その他要因ではありません。