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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高精度定電流回路を用いた、MOS-FETヘッドホンアンプ

オペアンプを使った（無駄に）高精度な定電流回路を使ったMOS-FETのソースフォロワーなヘッドホンアンプ。

もはやSimpleではない

実装後

全体像

※全体像は、まだ片方を断熱処理してない状態。

MOS-FETとトランジスタ自体の熱は、十分に素子の許容範囲内だが、近くのコンデンサへの悪影響を考慮して百均の保温袋？を切り出してコンデンサへ貼り付けてみた。

実装図

（無駄に）高精度定電流であることがプラシーボ効果を呼び、とても良い音だｗ


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Simple is Best! なヘッドホンアンプの特性改善

前回のヘッドホンアンプをシミュレーションで特性を見てみた。

評価回路

定電流源はトランジスタ1石の簡単なものである。
2Vpp出力時の歪率は、Total Harmonic Distortion: 0.008997%だった。
この10Ωに流れている電流を観察すると、

電流の揺らぎ

その幅は小さいものの出力に応じて電流が揺らいでいた。
定電流じゃないじゃんｗ

そこでオペアンプの登場。

高精度定電流回路

エミッタ抵抗が半端なのは、前回の回路と条件（定電流値）を合わせるため。
この28.7Ωに流れている電流を観察すると、

揺るぎない電流値

素晴らしい。これぞ定電流回路だ。オペアンプのフィードバック最強！
2Vpp出力時の歪率は、Total Harmonic Distortion: 0.008670%。
ちょっと改善。ちょっと残念。。。定電流の揺らぎは歪率に効果大と思っていたのだが。
MOS-FETは、電源電圧付近で動作させると特性が良いと聞いたことがあるような…初段のバイアス抵抗180kを150kに変更してみる。

さらに改善

入力C(1u)を通過した直後の波形を見てみよう。

約10.8Vまでスイング

ヘッドクリアランスも欲しいし、電源電圧は12Vだからこの辺りが限界か。
さらに改善後の歪率は、Total Harmonic Distortion: 0.007791%であった。なかなか良い値だ。無帰還でここまで良く頑張った。作らねばなるまい。


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Simple is Best! なヘッドホンアンプの作成 改（★★★★★お勧め）

前々回で作ったヘッドホンアンプの電源を見直し。
ACアダプタから可変レギュレータで電圧を落として給電してたのを、トランスからの電源へと改善。ボリュームも10kAから50kAへ変更。

電源強化

神レベルの音になった！やっぱり電源は大切だ。


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Simple is Best! なヘッドホンアンプの作成（★★★★お勧め）

※記事の内容に間違いがあったので、一時的に非公開としてました。修正したので公開します。前記事より回路を変更し、特性が改善しています。

前記事のヘッドホンアンプを作ってみた。
今回の主役はこの子。

ご本尊

秋月で1個60円で売ってるIRLB8721である。ごく普通のNchパワーMOSFET。
最終的な回路は、電源系の回路を追加したのみ。

最終形

今回は、抵抗にタクマンREYを、入力Cにオーディオ用途で定評のあるパナソニックのECQVフィルムコン、出力Cにはニチコン自らハイグレードAudio用と謳っているMUSE KZを使ってみた。こんな実装。

パーツレイアウト

MUSE KZでかすぎワロタ。

試聴中

 MUSE KZ。。。

MUSE KZ。。。たかが容量470uなのに、となりのが2200uとか(笑)
耐圧の違いはあるけど、デカ杉。

入力も出力もパワー全開で連続運転しても、トランジスタ／MOSFET共に40度～50度なため放熱器は不要だろう。というか、もう放熱器を付けられるレイアウトじゃないし。

その音は、おそらくMUSE KZが支配的な音である。
回路的にはあまりHiFiでは無い※が、HiFi風な音が出てくる。恐るべしMUSE KZ。。。
アコギのバラードなんかは凄く雰囲気を出してくれて、このアンプに合っている。伊達に大きいだけじゃないようだ、MUSE KZ。

※シミュレーション上での歪みは、「Total Harmonic Distortion: 0.008997%」である（2Vpp/32Ω負荷の値）ので、決して特性が悪いわけではない。
回路規模にしたら、むしろ非常に良いのではないか。

ローコストでピュアオーディオ風味を楽しみたい人は作ってみるといいかも。


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