安い・簡単・音が良いヘッドホンアンプ、解説など

この回路、

入力段がjFETで出力段がトランジスタの２段構成になっている。
最初はトランジスタ１段のみで検討していたが、トランジスタのエミッタフォロアは、入力インピーダンスが低くなってしまう。高々数kじゃないだろうか。

アンプ入力の手前にはボリュームがあるのだが、標準的な値はAカーブの10k以上だろう。そうすると、ボリュームの値＞アンプの入力インピーダンスとなって、ボリュームを回すという音量制御が感覚と合わなくなるのだ。

jFETはゲートに電流が流れないから、このアンプの入力インピーダンスは、390kと680kの並列接続と同じ値となり約248kにもなる。10kのボリュームから見たらもの凄い高抵抗となるから、ちゃんと自分自身の抵抗分割比で電圧の制御ができるのだ。

あとは、ダイオードの中でもVfが高い1SS178を３つ使って2V弱の定電圧を作り出し、その2V弱をリファレンスとして入出力段のjFETとトランジスタへ定電流を流している。

ただそれだけの回路である。


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安い・簡単・音が良いヘッドホンアンプ（★×10お勧め）

特別なパーツを使わず、いかに安く作れるかをテーマに考えてみた。

1ch分

秋月と千石でパーツを買って、アンプ部のみで858円であった。
実際には既に持っているパーツ（フィルムコンや2SC1815、ダイオード等）があったため、もっと安く済んでいる。これを全て秋月で買うと612円まで下がる。
※あ、2連10kAカーブボリュームが抜けてた。既に持ってたから。。。

秋月＋千石
パーツ	単価	個数	価格	備考
2SK117(Y)	30	2	60	秋月。5個バック150円
2SC1815(Y)	8	2	16	秋月。10個バック80円
2SC3421(O)	25	4	100	秋月。4個バック100円
1SS178	1	6	6	秋月。100個バック100円
積層フィルムコンデンサ	20	2	40	秋月。10個バック200円
ユニバーサル基板Bタイプ	120	1	120	秋月。1個売り
2Pターミナルブロック小	20	1	20	秋月。1個売り
3Pターミナルブロック小	30	2	60	秋月。1個売り
カーボン抵抗	16	10	160	千石。1個売り
4.7u/25V電解コンデンサ	11	2	22	千石。1個売り。東信UTES
1000u/25V電解コンデンサ	53	2	106	千石。1個売り。東信UTES
2200u/25V電解コンデンサ	74	2	148	千石。1個売り。東信UTES
	合計		858

秋月＋千石

秋月のみ
パーツ	単価	個数	価格	備考
2SK117(Y)	30	2	60	秋月。5個バック150円
2SC1815(Y)	8	2	16	秋月。10個バック80円
2SC3421(O)	25	4	100	秋月。4個バック100円
1SS178	1	6	6	秋月。100個バック100円
積層フィルムコンデンサ	20	2	40	秋月。10個バック200円
ユニバーサル基板Bタイプ	120	1	120	秋月。1個売り
2Pターミナルブロック小	20	1	20	秋月。1個売り
3Pターミナルブロック小	30	2	60	秋月。1個売り
カーボン抵抗	1	10	10	秋月。100個パック100円
4.7u/50V電解コンデンサ	10	2	20	秋月。1個売り。ルビコンPK
1000u/25V電解コンデンサ	30	2	60	秋月。1個売り。ルビコンPK
2200u/35V電解コンデンサ	50	2	100	秋月。1個売り。ニッケミLXJ
	合計		612

秋月のみ

秋月は電解コンデンサが同じシリーズで容量を揃えられないのがイマイチ。耐電圧も揃わないし。実際にはパック売りがあるため、1から全部揃えるともっと高くなるのだが、抵抗類まで1個売りしてる千石を上手く活用するとコスト抑えることができる。

パーツレイアウト

半分ネタで作ったのだが、これがビックリするぐらい良い音だった！
本当にビックリした。
このヘッドホンアンプが定価79,800円なのを知って、ピュア？オーディオの奥深い闇の世界を感じることができる。。。（これ、原価2,000円いかないんジャマイカ。きっと、ケース代が7万円なんだろうｗ）

音出し中

見ての通り基板スカスカ。
安いし簡単だし、ビックリする音だし、コスパが非常に高い。
単電源なため、12V/0.5AぐらいのACアダプタでもＯＫ。
（ACアダプタの性能に左右される面はある。特にノイズは）

EFTやトランジスタ、ダイオードは全くの無選別。
初心者にも再現性が高く作れると思う。

一般品の電解コンデンサは色付けが無く、素直でスッキリした音である。
JJは信号ラインへの電解コンデンサ利用は敬遠していたが、最近は考え方が変わってきた。電気的な特性と音の善し悪しは比例しないのだ。

上級者も騙されたと思って作ってみて欲しい。


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オペアンプとエミッタフォロアのいいとこ取り、実装編（イマイチ）

前々回の記事で構想したヘッドホンアンプを実装してみた。
最終的な回路図は次の通り。
オペアンプはちょっと高価なOPA2604を奢ってみた。秋月で1個300円は高級品の部類に入るだろうｗ

片Chのみ

ゲインは1.5倍。0dB(1倍)でも十分な音量が取れることが分かったため、ゲインは低めだ。ヘッドホンのインピーダンスは30～40Ωを想定している。

実装中１

入力部やジャンパ、オペアンプの電源部が済んだところ。

実装中２

オペアンプのソケットと、負帰還、定電流回路の一部を実装したところ。
シムシティみたいで楽しい。残りはトランジスタと電源用コンデンサ、出力Cを残すのみ。

実装完了後の絵を撮り忘れてケースへ入れてしまった。。。

予想に反して、オペアンプよりトランジスタが支配的な音のような気がする。
JJの主観で、トランジスタとMOS-FETの違いは、

　MOS-FET：ダイナミックで綺麗な音
　トランジスタ：野太くて迫力がある音

ではないだろうか。
このアンプも野太い音がする。野太い音が迫ってくる感じだ。
ロックもいいし、オーケストラを聴いても合っている。ライブ感と言うのだろうか。
当分メインのヘッドホンアンプになりそうだ。

なんだか聴き込んでくるうちにイマイチ感が出てきた。
音声信号がオペアンプを通るとダメだ。やっぱり平面的な、広がりが無い音になってしまっている。1石MOS-FETのソースフォロワーのアンプに戻そう。

※もし作ってみたい人は、コメントを入れてもらえればパーツレイアウトを公開します。できれば、しっかりした電源を用意できて、アルミケースへ入れてケースへGNDを落とせる人で！


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カーバッテリーの充電器を作成

久しく車を動かしてなく、さぁ買い物に行こう！とキーを回すと。。。
バッテリーが干上がっていた。
駐車場が奥まっていて、近くに走ってる（走りそうな）車もなく、バッテリーを取り出して充電することを考える。
と言っても、鉛蓄電池の充電器なんて持ってないから、無いものは作るしかないので作ってみることに。
秋月で鉛蓄電池の充電器キットが売られてて、回路図が公開されてたから部品集めて作ってみた。
JJの車はヨーロッパ車なので、バッテリーの規格がDIN準拠らしい。JISと比べるとユルい規格のようだ。JJ車のバッテリーは、

　12V/20H/60AH (DIN)

これは、放電時間20時間で1時間あたり3A流せますよってことらしい。JISでは20時間じゃなくて5時間の放電時間らしいからJIS規格で表記すると、

　12V/5H/15AH (JIS)

となるのかな！？
とりあえず、10時間1.5Aの電流を流せば充電できそうだ。たぶん。
（間違ってるかも。。。）

回路図を起こす。

大丈夫かな。。。

ダーリントントランジスタの2SD2083はかなり発熱しそうだ。
大きな放熱器を取り付けてあげよう。
調整方法は、

1. 最初バッテリーを繋いでない状態でVR1を回し、出力電圧を13.68Vに設定する
2. バッテリーを繋いで1Ωセメント抵抗器の両端が1.5VになるようにVR2を回して設定する

で調整完了。

できた

絶賛充電中

数時間充電してみて、バッテリーの電圧が11.29V→12.48Vまで上がったから、ちゃんと充電できているようだ。
2SD2083は絶賛発熱中で、放熱器を付けた状態で74度になっている。まぁ、この手のパワートランジスタで74度はヌルい方だろう。

真似する場合は自己責任で！


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オペアンプとエミッタフォロアのいいとこ取り、構想。

最近は、1石のソースフォロワやエミッタフォロアのダイナミックな音に魅了されている。しかし、オペアンプで負帰還を掛けた時の歪率の低さも捨てがたい。
ということで、オペアンプで低歪率と高精度定電流、トランジスタのエミッタフォロアのダイナミックさをいいとこ取りしてみよう。

こんな形だろう

オペアンプの負帰還を使った高精度な定電流源でトランジスタをドライブし、歪率もオペアンプの負帰還で一網打尽。
シミュレーション結果では、2Vp-p時の歪率は、

Total Harmonic Distortion: 0.000068%

小数点以下にゼロが4つも並んでいる。
はたして、いいとこ取りしたヘッドホンアンプが出来るのだろうか。
オペアンプが支配的な音になるとイマイチ平面的な感じがする傾向だが。


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