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2015年3月1日日曜日

たった1石(MOS-FET)ヘッドホンバッファアンプの検証

前回作った「たった1石(MOS-FET)ヘッドホンバッファアンプ」を、負荷の有無でどのくらいの違いがあるのか実機を使いRMAAで検証してみた。
負荷は、負荷無しはUSBオーディオ(UCA222)の入力インピーダンスの27kΩ、負荷有りは33Ωのカーボン抵抗とする(普段使いのヘッドホンを想定)。
※負荷無しとは、出力をオープンにすることではなく、負荷が軽い(入力インピーダンスが27kΩで、ほとんど電流を必要としない)ということである。


サマリー

左から測定に使ったUCA222のループバック、負荷無し、負荷有りの結果である。やはり33Ωの負荷だと歪率、IMD特性(混変調歪み)、クロストーク値の低下が顕著に現れている。しかし、UCA222の悪い下駄を履かせた状態であるので、少し大目に見て欲しい。


周波数特性

負荷有りだとほんの少し低域が下がるが、ほとんど劣化していない。高域のクネクネはUCA222のクセなので気にしないで欲しい。そして、RMAAは20kHzまでしか測定できないため、20kHzでぶった切られる。


ノイズレベル

ノイズレベルはほとんど劣化せず。最大1.3dBの差しか無い。
概ね-120dB付近と低い値である。


ダイナミックレンジ

ダイナミックレンジもあまり劣化してない。たった1石のMOS-FETで利得無しで88.9dBは立派ではないだろうか。
微妙に周波数がずれているのが気になるが。


全高調波歪

負荷有りは、特に高域の歪みが悪化している。
しかし、負荷の有無で約0.05%の違いでしかない。そして約0.1%の歪みは聴感上で分かる人はいないのではないか。さらにこの歪みが良い味を出すことも考えられる。
微妙に周波数がずれているのが気になるが。。。


IMD特性(混変調歪み)

よく分からないが、全高調波歪と数値的にあまり変わらないから、色んな音が混ざってもそれほど特性が劣化しない…とポジティブにとらえよう。
微妙に周波数がずれているのが気になるが。。。。なんでだ!?


クロストーク

さすがに負荷が33Ωだとクロストークが劣化する。一番劣化が激しい項目である。元々低域は指向性が無いから問題視してないが、高域でも-66dBは確保してるからまぁまぁではなかろうか。たぶん、-66dBで音が漏れても糞耳なJJには聞こえない。

このアンプは0dBアンプである。つまり利得が無いのだ。
そのため、測定時はフルパワー状態で稼働している(そうしないとRMAAが測定モードに入らない)。
したがって、通常のリスニングでは、もっと特性が良い状態で聴いていることになる。これらの測定結果は参考値と考えて欲しい。

実聴するとこんな数値がバカらしく感じる。


最後に、このアンプは発熱が多いため、ケースの蓋に穴を空けて放熱対策を施した。この状態で、プリアンプの出力ボリュームを最大、このアンプのボリュームを最大(つまりフルパワー)で数時間稼働後、MOS FETの温度が90度、コンデンサ付近の温度が63度であった。
データシートの許容範囲に余裕で収まる温度と分かり、これで連続稼働も安心である。
もし、自分でも作ってみたい…と思った人は、放熱対策を十分して欲しい。


あまり綺麗な穴ではない。。。

ドリルの切れ味が劣化していた(笑)


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2015年2月27日金曜日

たった1石(MOS-FET)ヘッドホンバッファアンプ(★★★お勧め)

たった1石(MOS-FET)、それも単電源で想像を絶する音の良さ。
バッファアンプなため、利得は0dBである。あまり音量は取れないが、爆音にできないだけであって、必要十分な音量は取れる。
※こちらに実機の検証記事をアップしました。


アクティブ素子は片Chで1つだけ

たったこれだけの回路である。超絶簡単。


レイアウト図

とにかく大食らいなため、抵抗が大きい。A級だからしょうがない。
RMAAで計測してみた。


1石とは思えない結果

オペアンプを使ってもなかなかここまでは出ないのではないか?
計測に使っているベリンガー(UCA222)のループバック結果と比較してみよう。


UCA222との比較

ほとんど劣化してないことが分かるだろう。
オペアンプやディスクリートで作るのがバカらしく感じる…こともないが。
欠点としては、大きな電源が必要なことと、かなり熱を持つことである。
ACアダプタは、+15~+20Vで少なくとも1Aは流せるものが必要だ。
元々+19Vで設計してるため+19~20V/2A以上を推奨する。


巨大な酸化金属被膜抵抗

ソース抵抗は熱対策のため、高く浮かせてある。
ポップノイズ防止に、前回作った出力遅延回路を使用。


パーツ個数購入先備考
3Ω/1W酸化金属被膜抵抗2千石など電源ローパスフィルタと突入電流防止用
68Ω/5W酸化金属被膜抵抗4千石などMOS-FETのソース抵抗
100kΩカーボン2千石などバイアス用
300kΩカーボン2千石などバイアス用
IRFB4410PBF2秋月などMOS-FET
10u/50Vバイポーラ電解コン2マルツなど入力C。日本ケミコンSMEなどの一般品
1000u/25V電解コン2千石など出力C。東信UTESなどの一般品
2200u/25V電解コン2千石など電源C。東信UTESなどの一般品
放熱器2秋月などMOS-FET用
10kΩ Aカーブ2連ボリューム1マルツなど
ユニバーサル基板1秋月秋月ユニバーサル基板タイプB
ACアダプタ1秋月など+15~+20Vで1.5A以上の出力があるもの
パーツ表

ジャンク品を漁れば千円以内で揃うのではないだろうか。
電解コンは、オーディオ用を謳ってるやつより一般品の方が色が付かなくて良い気がする。
高域の伸びが素晴らしい。かと言って、刺さる感じでは無い。低域もズシンと出てくる。
消費電流が多いのと、かなり発熱するため、★は3つにしておこう。音的には4つ★である。

殿堂入りしてもいいかもしれない。もう少し聴き込んでみよう。


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