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2010年8月 2日 (月)

ヘッドホンアンプの製作

 この前購入した、ヘッドホンアンプを製作しました。
 アンプだけであれば、OPAMPやトランジスタ数点で出来るんで、
普通にバラで部品集めて蛇の目基板でも作成できるのですが、最近
すっかり横着になってしまい、ケース付きのキットを買ってきてしまいま
した。Linkmanというメーカのもので、マルツ電波で購入。

回路構成はオーディオ用OPAMP、NSのLME49720にダイアモンド
回路と呼ばれる、プッシュプルエミッタフォロア回路の電流バッファを
組み合わせたもの。構成は音質に定評のある回路のようです。
 そういえばダイアモンド回路は、ビデオ信号のバッファアンプにも使われ
ていたり、簡単な回路ながら、プロ仕様の機器でも使われるものだったは
ず。
 LME49720はオーディオ用の超低歪OPAMPということで、最近良く使
われているもののよう。たしかにカタログスペックはすごく、4580クラス
より一桁小さい。

 組み立て後、早速ONKYOのUSBオーディオ、SE-U55SXのライン出力に
接続して使ってますが、音質の良さにびっくり。いままでSE-U55SXのヘッド
ホン端子に繋いでまして、それはそれでそんなに不満もなかったんですが、
アンプを繋ぐと、もやもやしていたのが、ぴしっと締まった音になるのがわ
かります。低域も自然に出ています。もう戻れません。

 ところで、デジタル機器のラインレベルは大きく、32Ω程度のインピーダ
ンスのヘッドホンでは電圧利得はいらないようです。よってボリュームで絞
るのですが、ケース付属のVRは絞り切る手前でバランスに少しズレがあり
ます。ここは多少高くても高級品に変えたほうが良さげです。

 このキットは電気にあまり詳しくない人でも安全に使えるように、本来
不要な出力カップリングコンデンサもあえて入れてあります。オフセット
確認後自己責任でショートしてもいいかもしれません。
 このカップリングコンデンサは本来無極性タイプじゃないと駄目なはずで
すが...オーディオ用で大容量なのは入手困難なのか有極性のものを使って
ます。入力側のカップリングコンデンサも理論上は取れますが、こちらは
安全上いれておいたほうが無難です。小容量なので電気的に高級なものが
使えるので。

 使っていて音質はいいのですが、クロストークに問題があることが判明。
仮想GND回路のドライブ能力不足が原因のようです。両電源にすれば解決
するはずですが、ちょっと片電源で対策できないか考えてみることにします。

負荷と直列に抵抗入れればピーク電流が減って改善するはずですが、
折角低インピーダンスドライブしているのであまりやりたくない対策です。

8/3追加
 クロストークの原因はヘッドホンのケーブルのGND(リターン)線の共通
インピーダンスが原因で直接アンプが原因ではないことがわかりました。
 ただし、これは結構困った問題で低インピーダンスで駆動していることが
逆にこの問題を顕著にしてます。普通のヘッドホン端子のように100Ω位
の抵抗を出力と直列に入れていればほぼ解決します。
 この現象は、ヘッドホンのコネクタからドライブユニットまでの配線によって
変わり、リターン線が左右共通か、配線の途中どこかで繋がっているもの
は顕著になります。
 何故かあまり議論されているのを見ないので、後日改めて書きたいと思
います。これだけはいえることは、低インピーダンスで出力するヘッドホン
アンプを使うときは、ヘッドホンの端子から駆動部までの配線のリター
ン線が左右独立しているものを使わないとクロストークが悪化します。



○分岐ケーブルの製作

 HPAMPはLINEOUTから信号をとりますが、このままではいままで接続し
ていた機器が使えません。LINEOUTは比較的出力インピーダンスが低く
簡単に分岐できるので分岐ケーブルを製作します。
 この際、AMPOFF時の主ラインへの影響防止とレベル調整のため抵抗
を直列にいれています。AMPはダイレクトドライブなのと6dBのGAINがある
ため、少し落としたほうがいいみたいだからです。アンプの入力には20kΩ
のVRが入っているので10kΩいれると2/3のレベルになります。
抵抗入れたあとはあまりケーブルを長くするとケーブルの容量によりLPF
になるのでそこからは短くします。(ジャックをつける場合はそこにいれたほ
うがよい。私は手持ちの市販のケーブルを改造したので分岐点につけまし
たが。)


Hp4

 尚LINE OUTに接続した機器は、電源を入れておいたほうが無難です。
機器の設計によっては、LINE IN直下にサージ保護用のダイオードが入っ
ていますが、通電していないとそれがクリッパーになってしまうので音声が
ひずみます。(トランジスタ・OPAMPでも同様で、バイアス電圧が無いと同
様の現象になります。)
私の場合はアンプ内臓スピーカが繋がっていますが、レベル調整のため
入力直前に抵抗をいれているので問題ないのです。(PC用スピーカなんで
そもそも電流いれっぱなしですが。)

Hp5
 アンプ内部。ほとんどオフセットが無かったので出力コンデンサを外して
います。LEDは明るすぎるので定電流ダイオードではなく普通に抵抗で駆動。
基板は両面基板で、一点アースになってたり丁寧に設計されています。
音響用部品は効くところのみ使用しています。

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