ヘッドホンアンプ作り

定休日を利用してヘッドホンアンプを作ることにしました。 海洋堂の社長が言うところの「模型の疲れは模型で癒やせ」です。 セラピーとしてのDIYですね。

どうしても試作してみたい回路図ができてしまったので、手持ちの部品だけで作ります。

プリアンプ部分にはトライオーダライザーと呼ばれている、三極管特性に似せる工夫をしたFET増幅段を付けて二次高調波の付与を試みつつ、パワーアンプ部分はホイートストンブリッジに閉じ込めた高出力電流オペアンプを高精度オペアンプの帰還ループに入れたものになります。

基板の図ができてしまうと作りたくなってしまいますね。

基板の実体配線図

ケースだけはキャンドゥで買ってきました。 書いてあることは相変わらず分かりません。 最初「FAKE」のところを「FREAK」に空目したのですが、そっちの方が良いこと言っていますね。

HPAのケース(キャンドゥ)

コンデンサは実験用に持っていたものや、ジャンク屋さんで一袋いくらで買ってきた物を使います。 出力や電源に使うつもりの1000μFの電解には0.1μFのフィルムコンデンサを並列に入れて性能の向上を期待します。 漏れ電流だけ気をつけましょう。

ジャンク箱から出てきたコンデンサ類

自作するときにはエッチング基板ではなくハトメを使いたくなります。

ハトメなど

オペアンプはオーディオ用も持っているのですが、あえて4558(エフェクターでよく使われるもの)の帰還ループに、ホイートストンブリッジに閉じ込めた4556(出力改良版で70mAも取れる)を入れます。 4558を後々49720とかに交換すれば良いのではないでしょうか。

3本足の部品はJFETです。 これを真空管特性にして増幅段に使います。 今回はFETに帰還はかけませんが、FETの出力にホイートストンブリッジに閉じ込めたオペアンプを直接つないでFETに帰還をかけるのもいつかやってみたいですね(ネットに作例が見当たらないのですが動きそうだし、動けばそれで良い音がしそうです)。

半導体類

ジャック類もジャンク箱から未使用品・使用品がいろいろでてきました。

ジャックやスイッチなど

LEDは緑がありました。 夜になると暖かい色にぼんやり光るアンプにしたいので、オレンジが欲しいなと思っています。 なのでこの緑は使うかどうか未定。

LED

基板の穴位置を決めるためのテンプレートを作りました。 針で突いておきます。

基板のテンプレート

テンプレートを元に0.8ミリのビットで穴をあけます。 基板はガラスエポキシですかね。 これもずいぶん前に買って残っていたものを使っています。

穴位置を決める

穴のセンターが決まったところがこちら。 プロクソンのミニテーブルソーにダイヤモンドカッターを付けたもので基板を切ります。

穴をあけた

穴の直径を目的の大きさに拡げます。

穴あけが終了

2Φのハトメを使っています。 ハトメを打つ棒はハンズの革工具売り場とかで手に入ります。 下に敷くステンの板があれば、上は圧入機がなくてもハンマーで十分加工できます。

ハトメを打つ

オペアンプもハトメで固定できることに気が付きました。 ずいぶん前に間違って通販したものなのですが、1ミリ径のハトメをオペアンプの裏側から刺してハンダ付けすればOKです。 このハトメは叩いていません。 1000個もあったので使い道があって良かったです(笑)

オペアンプもハトメで固定できる

オペアンプがハトメ基板に取り付けられることに気が付いただけでも、すでにかなり満足です。

オペアンプソケットの固定

ハトメ基板は、こうやってひとつの穴にいくつかの部品の足をまとめてハンダ付けする方式です。

抵抗の取り付け

抵抗は定数を合わせ込みたいので金属皮膜抵抗を100本で買ってありました。 電解コンデンサだけは後でオーディオ用に交換したいと思っています。 違いを聞いてみるためにも、まずは普通の部品から作ります。

 

 

(「FETに帰還はかけませんが」と書いていますが、疑似三極管化がすでにD-G帰還ですね。 出力からグルッと全部に帰還をかけないという意味です。よく考えたらファズフェイスもC-B帰還ですし、XTCTと思われる回路図を見たことがありますが、あれもD-G帰還がありました。たぶんBig Muff πもC-B帰還ですよね。世の中には三極管化した半導体の回路図があふれていますね。)

 

 


なぜか基板パターンができた

テスト勉強をしようとするとなぜか部屋の片付けが始まる現象がよく観測されますが、確定申告をしようとしているのになぜか、ヘッドホンアンプの基板パターンができました。

基板パターンができた

部品を交換するだけのつもりが、基板という部品の交換に発展してしまいました。 まぁ仕組みは変わらないので同じもののバージョン違いです。

さようならテキサスインストゥルメンツというわけで、近く秋葉原で購入できなくなるであろうTIのICだけで構成します。

 

・・・ではなくて、確定申告の書類をやります(笑)


ヘッドホンアンプの部品交換

新しいヘッドホンアンプを作るのには時間がかかるので、とりあえず今使っているヘッドホンアンプの部品を交換してみることにしました。

オペアンプをLME49726に交換してみます。 低電圧で動く低歪みなICでありながら、300mAを超える電流をはき出せるという変態オペアンプですね。 エネループ電源のヘッドホンアンプに向いていると思います。

今ささっているLT1112は評判も音も悪くないのですが、データシート上のグラフで見ると、無歪みで出力できる周波数が可聴域ギリギリで切れているので、なんとなく「高域の透明感がもっと良くなるんじゃないのかあ?・・・」と思ってしまいます。

某○BP-3とかはおそらくLT1112を使っていて、1弦のプルをあえて少し歪ませています。 18ボルトにしてもここの高域特性は伸びないようです。

ICと変換基板

電源の電解コンは今までOSコンを使っていましたが、日ケミが良いといううわさもあるのでつけ替えてみます。 導電性個体アルミ電解はハンダ付けの熱から回復するまで時間がかかるということですが、ついでなので交換しちゃいましょう。

出力の発振止めフィルタには評判の良いパナソニックのECHU。 これは今まで差し替えできるように足を付けていたので、今回は基板に表面実装します。

ECHUとPSC

ホイートストンブリッジは精度が命らしいので、100本買って選ぶことにしました。

100本ずつ買ってみた

普段、楽器の音を作るときはピュアオーディオとは真逆の方向で考えるわけで、シンプルなオペアンプ回路とは言え「高精度」とか「低歪み」とか追求するのは不思議な感じがします。

真空管を使ったYAHAヘッドホンアンプとかいう、あえて二次高調波を出していくスタイルのものとかも作ってみたいものです。 そっちの方が楽器製作に感覚が似ているかもしれませんね。


動くのかどうかは分からないレールスプリッター回路図

TI社のICが入手困難になっていくとすると、簡単で便利なレールスプリッタIC、2426もなくなるのではないでしょうか。

レールスプリッタという、プラスマイナスの電源の中点に仮想グラウンドを作る回路はに、いろいろ発展系があります。

抵抗で分圧して大容量コンデンサを付けるだけの方式、そこにオペアンプを追加して仮想グラウンドをバッファする方式、そのオペアンプの帰還ループの中にさらにディスクリートでバッファを組む方式、オペアンプの帰還ループの中にバッファICを入れる方式、ディスクリートで上下対称のカレントミラー回路を組む方式・・・

どれもいまひとつ、わざわざ自作するほどの魅力を感じないなあと思っていたらこんな回路図が思い浮かびました。

動くのかどうかは知りません(笑) もし作る人がいたらあてはまりそうな定数も自分で調べて下さい。

レールスプリッターを妄想する

ホイートストンブリッジの中に閉じ込められたオペアンプが反転入力と非反転入力の電位をゼロにしようと電流を吐き出すことで、左のアンプの負荷がほぼゼロになって性能が上がるという仕組みのレールスプリッタです。

無難に大容量な導電性固体アルミ電解とか付けておけばたぶん動くのでしょうし、性能も悪くないのではないでしょうか。 RとLとアースが3極全部Class-AA方式になるヘッドホンアンプって変わった回路だし、作るのも難しくないので自作する楽しさがありそうだなと思いました。

まぁ、分圧抵抗と大容量コンデンサだけでも動くわけで、もはや自己満足でしかないかもしれませんが、それこそが自作電子工作の楽しさでもあります(笑) いつか作ってみたいですね


知らない間にTI(テキサスインストゥルメンツ)の商品が入手困難になっていた話

アルミットのハンダを通販するついでに、オペアンプなどをチェックしていて気が付いたのですが、TI社の商品が秋月電子などのパーツ屋さんに出回らないように流通方針が変わってしまっていました。 どうやらもう1年も前の出来事だそうです。

知らない間にTIのパーツが入手か困難になってた

きっとバーブラウンのOPA~とかもですよね。 普段そんなに使っていないからよく知りませんでした。 みなさんマウサーとかで通販しているのでしょうか。

そのうちにリニアテクノロジー、アナログデバイセズ、新日本無線とかしかなくなっちゃうんですね。

そのうちまたヘッドホンアンプを自作したいのでよく見ておかないといけません。