ヘッドホンアンプ備忘録

2015年2月28日土曜日

1石FETソースフォロワーの検証

修理おじさんのリクエストにより、実機では無いがシミュレーションで、1石FETソースフォロワーを検証してみた。電流源を抵抗にするか、定電流にするかで違いが出るのだろうか。電圧、Nch/Pchとイコールコンディションでは無いが、傾向は分かる…かもしれない。
また、シミュレーションのパーツライブラリの都合で、修理おじさんの回路とはFETが異なるのは悪しからず。一応、似たような特性のを使っている。

評価回路その１

Pch-MOS FETのソースに抵抗を入れただけの簡単な回路。

その１の周波数特性

高域の伸びが素晴らしい。カーブも綺麗で素性の良さを感じる。

その１の歪率

Total Harmonic Distotion: 0.040119%
これは、32Ω負荷で2Vpp出力時である。利得無し、負帰還無しで0.1%を切ってるのはなかなかではないだろうか。

次に、Nch-MOS FETを利用し、ソースに定電流源を使った回路を検証してみる。

評価回路その２

Nch-MOS FETのソースに定電流源を入れただけの簡単な回路。

その２の周波数特性

どこまでも伸びる高域。。。
その１とは全然違う高域のカーブである。これはシミュレーションで使った素子の違いが出ているのだろうか。

その２の歪率

Total Harmonic Distotion: 0.047866%
これも、32Ω負荷で2Vpp出力時である。その１より電圧が低く不利なはずなのに、その１とほとんど変わらない値である。
修理おじさんも書いてあるが、パワー感以外の違いを感じられないのは、シミュレーション結果でも現れている。

修理おじさんのおかげで、1石 MOS FETのソースフォロワーの奥深さを知ることができた。感謝。

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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
IRFB4410PBF	2	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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2015年2月22日日曜日

オペアンプ+1石バッファなヘッドホンアンプ改（★★★★お勧め）

お手軽に作った「オペアンプ+1石バッファなヘッドホンアンプ」が想像以上に良い音だったので、ちゃんと作ってケースへ入れることにした。オペアンプをグレードアップして、(この記事には載せてないが)電源も強化した。
出力Cのせいで、電源ON時のポップ音が「ギュイーン」と、いかにもヘッドホンに悪そうだったため、ヘッドホン出力時の遅延回路も後付けしてみた。

こんな回路。

オペアンプをグレードアップ

終段Trのエミッタ抵抗を、2Wの酸化金属皮膜抵抗を3つパラレルにして負荷分散し、発熱を減らす試みをしてある。

スカスカ簡単

部品点数も少なく、簡単である。酸化金属皮膜抵抗は、放熱のため基板から少し浮かせて取り付けてある。

出力遅延回路

左に見える基板の切れ端で作ったのが、トランジスタとリレーで組んだ出力を遅延する回路だ。これでもまだ、リレーが切り替わった時に「ポン」と音がするが、「ギュイーン」よりは音が小さく、精神衛生上にも良い。

ヘッドホン出力時の遅延回路

この定数で約1～2秒の遅延がある。1000uは少し大きすぎるかもしれない。220uでギリだったため、余裕をみて1000uにしたのだ。

土地がいっぱい余っている

単電源だし、出力バッファが1石だから部品点数が少なくて簡単だ。
ついでに出力遅延回路のレイアウト図も載せておこう。

基板の切れ端でできる簡単回路

抵抗(カーボンや酸化金属皮膜抵抗)、コンデンサは全て一般品。
前回は入力Cに(一応オーディオ用の)「MUSE ES」を使っていたが、今回は日本ケミコンの「SME」シリーズを使ってみた。
単電源だからACアダプタ(15Vで少なくとも1A以上流せること。JJは19Vのアダプタ出力をレギュレータで15Vに落としてある)で動くし、手軽に作れるが、その音は殿堂入り寸前の素晴らしい音であった。。。

ケース入りした勇姿

純A級とはなんであるかの意味が分かったような気がする。

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2015年2月16日月曜日

オペアンプ+1石バッファなヘッドホンアンプ（白鵬レベル）

「オペアンプ+1石バッファなヘッドホンアンプ」を格付けして白鵬レベルとした。
少々定数を見直して、ちゃんとケースに入れてあげたい。

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