七代目自作ヘッドホンアンプ (2010/Apr)

まずは、最新 2010 年 4 月末作成のものです。7 代目になります。

7 代目自作ヘッドホンアンプ

まだエージング済んでませんが、今まで作った中では一番音質良いよう感じます。ただ、もうちょっとオペアンプとバッファ IC を近づけたほうがよさそうです。配線距離が長いです。

7 代目自作ヘッドホンアンプ　アンプ部

回路はいつものように、National Semiconductor の LME49600 データシートの Figure.5 ベースです。
今回は部品コスト削減と、1MΩはちょっと高すぎるような気がしたので、こちらのサイトを参考にして、サーボ回路の数値を変更しました。

• DCサーボ回路用コンデンサの容量変更
  • オリジナル :  1.0uF (ニッセイ　MTF 84~100 円、ただし MMT だと 10 個 500 円である気がする)
  • 今回 : 0.47uF (ニッセイ MTF 50円)
• DCサーボ回路の抵抗値変更
  • オリジナル : 1MΩ
  • 今回 : 510kΩ (ただし、こちらのサイトでは 500kΩを指定されています)

結果ですが、ブレッドボードでも基板でも特に違いはわかりません。精神的には 510kΩのほうがよさそうに見えますが、まぁ差はなさそうです。

あとは、増幅オペアンプ(LM49720NA)とDCサーボ用オペアンプ(OPA2134PA)の電源にニッセイ MMT の 0.01uF と 0.1uF を入れます。
いつもは ニッセイ MTF 1.0uF を入れてましたが高価でスペース取るので今回はこの 2 つだけ。

バッファ部は自作 2 代目で採用している BUF634P 互換回路です。ボルテージフォロア回路にはしてません。1回路オペアンプは使うことはないでしょうということで。
バッファ部の電源はニッセイ MMT 0.01uF, 0.1uF に加えて LME49600 Figure.5 のタンタル電解コンデンサの代わりに東信工業 UTSJ 25V 47uF を入れています。
特に UTSJ にこだわりはなく、いろんなものを使ってみたいだけです。ただし、UTSJ は小型で大変扱い易いです。

• 初代 : ニッセイ APS 0.1uF(20円), NEC トーキンのタンタル電解コンデンサ 6.8uF (100円くらい)
• 二代 : Panasonic ECQ-V 2.2uF (秋月特価 10 個 200円)
• 三代 : nichikon LF 25V 47uF (100円、固体電解コンデンサ)
• 四代 : nichikon LF 25V 47uF (100円、固体電解コンデンサ)
• 五代 : nichikon MUSE KZ 25V 33uF (30円)
• 六代 : nichikon MUSE KZ 25V 47uF (30円、33uF より太い)
• 七代 : ニッセイ MMT 0.01uF, 0.1uF (200個1200円 @6円 *2 = 12 円)、東信工業 UTSJ 25V 47uF (50円、細い)

音質は、特に大差ないよう感じますので好みでよさそうです。ただ、初代のタンタルが一番良さそうに感じます。外見も良いし。

ボリュームはもはや定番になったマルツの RD925G の 20kΩです。10ｋΩが品切れだったので 20kΩにしました。10kΩと聴き比べしてませんが大差ないようです。
R1610G は低音がなんか納得いきませんが、中音域より上は RD925G よりきれいに出てるきがします。でも総合的には 2CP601 のほうが好みだけど、RD925G のほうが解像度高いように感じるし、なにより安いということで、RD925G が一番無難な気がします。いまだ ALPS のボリュームは使ったことないので使ってみたい。

抵抗はすべて KOA の 1/4 金属皮膜抵抗です。日本製だし、安いし(シリコンハウス店頭で 100 本 500 円 =@5円)、質感良いし、外見好みだし。
ただし音質はシリコンハウス通販の台湾製金属皮膜抵抗(1/4W 100 本 200 円 =@2円)と違いがよくわかりません。
違いが大きく出ないのは、LME49600 データシートの Figure5では帰還抵抗と DC サーボにしか抵抗が使われておらず、ヘッドホンへ行く回路の中に抵抗が無いからでしょう。
いつか、抵抗聞き比べしてみたいですけど、この回路だと大きな差が出るとは思えず、いつになることやら。

写真の右側から電源の電気が入ってきますが、そこにいつもより多めに電解コンデンサいれました。右から順に以下です。入れる順番は近くに半導体ないから適当に入れました。

1. ニッセイ MMT 0.1uF  *2 (200個1200円 @6円 = 12円)
2. Rubycon ZLH  105℃ 35V 100uF *4 (@15円 = 60円)
3. Rubycon MCZ 105℃ 16V 680uF *2 (@40円 = 80円)

7 代目自作ヘッドホンアンプ　電源部

おそらく今までで一番ここの出来具合がよかったと思われます。ただし、相変わらず保護回路が無いので、AC アダプタの保護回路と LM317T の内蔵回路に頼ってます。

電解コンデンサは右のデカいやつは nichikon KZE 50V 2700uF 、LM317T の下の 4 つが、Rubycon ZLH 105℃ 35V 100uF、ＬＭ３１７Ｔの ADJ 端子に入ってるやつの上が東信工業のなんかの 105℃ 50V 10uF、下が Rubycon 85℃ 50V 10uF、左の4つがレールスプリット後に入ってるやつで、Rubycon MCZ 105℃ 16V 680uF です。

仮想 GND のバッファとして LT1010 を入れてますが、ここは BUF634P もしくは LME49600 のほうがおすすめです。むしろ、このバッファはなくてもいいと思います。

赤いフィルムコンデンサは Panasonic ECQ-V 2.2uF、レールスプリッタ TL2426 の横が ニッセイ MTF 0.47uF(データシートでは 1.0uF 推奨)、残りのフィルムはニッセイ MMT 0.1uF です。

nichikon KZE の下はコモンモードチョークです。0.4mmのポリウレタン線を 21 回巻いてます。やはり、これいれると AC アダプタからのノイズがかなり減ってる気がします。

写真では見えないですが、LM317T には保護ダイオードはいれてあります。24V から 20V強を作る予定だったのですが、AC アダプタの都合上 40V (不安定ACアダプタ) から 20V 強を生成してるので、ちょっと発熱がやばいかもしれない。このヒートシンクつけても 50℃近くありそうです。30V 生成に変更しようかな。

五、六代目自作ヘッドホンアンプ

5,6 代目自作ヘッドホンアンプです。

左 6 代目、右 5 代目

外見通り、音質に差はないでしょう。もう少しコンパクトにできそうです。

quilva-hpa-5th-6th-2

一番太いケミコンは Rubycon ZLH 1000uF です。外見が好みです。

五代目

四代目自作ヘッドホンアンプ

四代目です。

四代目

東信UTSJ 25V 330uF は背が低く、外見が好みです。nichikon LF 25V 47uF と合う。

三代目自作ヘッドホンアンプ

三代目です。

三代目

バッファに LT1010 使ってますが、増幅のオペアンプは位相補償が無いと発振します。このゲタにもだいぶ無理がある。

• ひどく発振する
  • LT1364
• 発振する
  • LM4562NA、LME49720NA、LME49860NA
  • OPA2134PA, OPA2604AP
  • OP275
• 発振しない
  • NJM4580DD、NJM2114DD、NJM2068DD

バッファの横にある 2pin は 1-4pin につながってます。On,Off で音質がどれぐらい違うかたしかめるために付けました。
結果はやはり、On のほうが音にメリハリが出てる気がしますので、5 代目以降はすべて On の状態になっています。

二代目自作ヘッドホンアンプ

二代目です。初代より音が悪いような気がします。

二代目

思い当たる原因が複数あります。特に電源。

この Panasonic ECQ-V だけに限らないと思いますが、フィルムコンデンサ、ひっつけるのはよくないみたいですね。
足を延長しすぎなのか、そこがアンテナになってるようで、付けない方がむしろよさそうなかんじ。

二代目の組み上がり直後

一応、ネズミっぽいかんじで作ろうとおもってました。抵抗の配置は気に入ってるんですけどねぇ。

二代目　電源改造後

電源をもう少しまともにしたやつ。電源に UTSJ は高価で意味ない気がする。

恥ずかしくなったら消します。

MUSIC SERIES ONE と HD600

Alessandoro MUSIC SERIES ONE は Grado が低価格で手にはいるということで発売当初から一部には人気があったように思います。

HD600 はいうまでもなく、Sennheiser の名ヘッドホンです。
今は HD595 とかのデザインイマイチなやつかフラッグシップと思われる HD650 が新品で手に入ると思われます。
HD600 は廉価版の HD580 が相当人気あったので、中古の玉数自体は HD580 のほうが多そうなのに Y 氏はうまいことうらやましい価格で手にいれたようです。
さすが情報系というところか。いや、自分も一応情報系のはずなんだが…。

とりあえず、昨日 E-MU 0404 PCI を壊してまともに音が鳴らないので改良したので X-Meridian + ASIO + foobar2000 + 各種 TAK をソースとします。

E-MU 0404 PCI は購入してからほぼずっと聞き続けてきたので、X-Meridian の音にあまりなじめませんが仕方ない。
X-Meridian は音圧が高い音が個人的に特徴かな、と思ってます。
また、Directsound はもちろん EAX4.0 がハードウェアで使える上に BF1942 では 128 音出せるという特徴があります。
なので BF1942 には相当向いているボードのはずですが、Audigy2 の EAX のほうが音質は劣りますが敵の位置はつかみやすかった。

DAC は AK4396 を各チャネルごとに 4 つも搭載し、それぞれオペアンプが交換可能というユーザフレンドリーな仕様になってます。
ただし、ラインアウトは初段のみでバッファ段の AUK S4580 は基盤直付けの小さいタイプ(なんていうんだろ。 多分この大きさ)なので、
E-MU 0404 PCI の NJM2068 と同じく交換面倒です。
なお、初段は S4580P から LM4562NA に交換してあります。
ずっと OPA2604AP を挿してましたが、あきらかに LM4562NA のほうが相性良いきがします。

ちなみに X-Meridian の ASIO は 1ms まで詰めれます。E-MU 0404 PCI は2ms だからすごい。

X-Meridian ASIO は 1ms

また X-Meridian で ASIO を使って再生すると他のアプリケーションでリンクを踏んでブラウザを開こうとするととんでもなく時間がかかります。
多分バグでしょう。再生を停止すればすぐに表示されます。これも E-MU 0404 使う理由のひとつ。

なにより、X-Meridian は E-MU 0404 と異なり、音の鳴らないアプリケーションや音が途切れたりすることはまずなく、なおかつ音質も良いという欲張りなボードです。
(なので、自分は X-Meridian から同軸 SPDIF で E-MU0404 に入力して使ってた)
それでも E-MU 0404 を使ってるのは Patch-mix が個人的に好きだというのと、やはり X-Meridian はゲインが高すぎでメインボリュームを 8 時くらいに絞らないと使い物にならない。

ヘッドホンアンプはいうまでもなく自作の LME49600 のやつです。

以下レビューは短く。そんなに長時間聞いてないし。

Alessandoro MUSIC SERIES ONE

まず、大きさに驚いた。SPORTAPRO をもうちょっと大きくしたくらいかと思ってたのですが、普通のヘッドホンサイズですね。

Y 氏は「ハウジングの金網は金属かとおもってたのにプラスチックで驚いた」と言ってたが、自分もそのとおりだと思います。
実際音量上げるとハウジングが共振しているように感じました。

音漏れは SPORTAPRO 程度かそれ以下なのでまぁ開放型だしそんなもんでしょう。

装着感はよそうよりはるかにいいです。ただ、DT990PRO に慣れてるので長時間(1時間以上)はつらそうです。

音のほうですが、SPORTAPRO をそのまま大きくしたかんじだと思います。
ほとんどきいてないのですが、そんなもんだと思います。特にめちゃくちゃ解像度が高かったり中音が優れてたり、というのは感じませんでした。
音楽ジャンルは特に選ばない気がする。DEEP PURPLE の Made in Japan は DT990PRO や SPORTAPRO よりも好みの音でなった。

というより DT990PRO の独特の音と比較してるので中音あたりが気になって仕方がない。
DT990PRO は中音がへこんでる気がするので、DT990PRO 以外のヘッドホンを聴いたときは基本的にイコライザで中音をブーストしたように感じてしまうんですよねぇ。
それだけ DT990PRO の音が好きだということはあると思うけど。

まぁ、さいたま Audio のレビューのほうがよっぽど参考になりそう…。

HD600

これはホントに衝撃的だった。
曲をまずは Himsa の Courseworship にしたのですが、聞き始めから低音の浮遊感はきになったものの低音から高音にかけて絶妙なバランスで鳴り、
キレの良い音で鳴るのでもう「HD650ほしい!!」ってほんとに思った。

低音の浮遊間は表現しにくいのですが、DT990PRO のように地に足がついて締まった音ではなくて空間エフェクトかかったような低音なんですよね。
これがもうちょっとでも改善されればメロデス用ヘッドホンのベストバイだと思うんですが、DT990PRO のほうがメロデスは聴いてて楽しいかな。
ただ、人によっては疾走感ある HD600 のほうが良いと感じる人も居るとおもう。トレードオフというか単純に好みの問題か。

聴いてから少し時間たってしまったのですが、特にスネアのバララッという音が非常に好みの音で鳴ってたと思う。

ジャンルはあまり選ばないのも評判どおり。ただ、電子音系は苦手のように感じた。
シンセサイザー入ってるやつは DT990PRO のほうが良いと思う。

装着感は神じゃないですかね。文句ありません。装着感に関して相当評判の良い DT990PRO より良いきがする。
軽いというか側圧ゆるいのが良いのでしょうね。両出しのコードもいいなぁと思う。

そして、HD600 を堪能したあと DT990PRO に戻しましたが、やはりズッシリして中音が耳障りでない音に安心感を感じる。
HD600 の音は相当良いんですが、DT990PRO 持ってると必死になってまで買わなくてもいいかなぁと思いました。

ただ、HD650 がほしくなったのは変わりない。

あと、HD600 は結構ヘッドホンアンプにパワーを要求するようで DT990PRO のときより LME49600 の発熱が気になったということも書いておく。
もしかしたらもっとパワーあるヘッドホンアンプにしたら低音の浮遊感も改善するかもしれないですね。

参考にしたのはもちろんこちらのサイト。

0404 が壊れてしまうとゲインが高すぎで使いづらい X-Meridian かオンボードという選択になってしまうので、壊すわけにはいかない。
といってもコンデンサを交換してその音を聞いてみたい。
そうずっと思ってた。

最近、PCI-Express 版の E-MU 1212 や 1616 が今年の夏復活するという情報が出てきた。
Patch-MIX のボリューム調整等が気に入ってるのでこのボードは購入する予定なので、0404 PCI は最悪壊れてもいいや、ってことでやってみた。

当然、LME49600+4562NA のアンプ作ったときのあまりパーツなのでイマイチかも。

………

まず、既に付いてる電解コンデンサをはずす。自分な慣れてないのでとても苦労したが、もぎ取ったりしてどうにか撤去した。

そして、余ってる 35V1.0uF のタンタル電解コンデンサを付けた。
はい。あきらかに容量足りてません。相当低音がイマイチになることが予想されますが部品がないのできにしない。

16V47uF 電解コンデンサから 35V1.0uF タンタル電解へ

本当ならここには積層メタライズドのポリエステルかポリプロピレンのフィルムコンデンサ使いたいところ。
多分 2.2uF~5.0uF の積層メタライズドに、ニッセイの APS シリーズの 0.10uF (104J) の組み合わせが一番良いような気がする。
自作ヘッドホンアンプではカップリングによく見かけた構成です。

次に、元の耐圧忘れたが、100uF のコンデンサと、AK4395VF の電源に入ってると思われる 16V47uF を Rubycon 35V220uF LZH と 35V 100uF に変更する。

電源用コンデンサに Rubycon LZH

ここも高いけど評判の良い MUSE-KZ や東信の UTSJ のほうが一般的に良い音になると思われる。

でも、LZH もそんなに音悪い電解コンデンサではないと思う。
MUSE の KZ は Dr.HEAD に使ったことありますが、元の音から「ちょっとかわった? いや、特に変化ないような」という微妙な差だったし。
(LM49600 の自作アンプのほうが Dr.HEAD より音が良いので今なら違いわかるかもしれないが)

これで完成です。まぁ、タンタルが傾いてたりしてますがきにしないでおく。

取り付け適当

やっぱり NEC トーキンのタンタル電解コンデンサはデザインが良い。個人的に非常に好きです。

パソコンに取り付けて、おそるおそる音を出してみる…

「おお! 高音の曇りが取れた!!」 と思ったのもつかの間、「なんじゃ、このノイズは」という、状態。

やっぱり、16V47uF ケミコンから 35V1.0uF タンタルは減らしすぎか、と思ったけど容量減ったくらいでこんなノイズ出るわけない気がする。

とりあえず、オペアンプが発振してるのかな、と思って一度基盤に取り付けて取り外した中古の APS104J(100V 0.10uF)をカップリングに追加してみる。

APS 104J 追加

うーんよくわかりませんが、これ追加したら例のノイズは全く聞こえなくなりました。

……

音の変化ですが、あきらかに中高音が透き通ります。円柱が円錐になったような透き通り具合です。
ギターの音の解像度が非常に上がったのが良い。

ただし、低音はあきらかに量が減り、ヘッドホンは DT990PRO なにに K240MKIIのような低音になってしまった。
(ハイパス通したような音。逆に高音の量が増えたのかもしれない)
まあ数分で慣れて、コンデンサ交換後の音のほうが中高音きれいないのでよかった。

とりあえず、E-MU 0404 PCI をいまから改造する人は少ないと思うけど、出力のカップリングにはもうちょっと多い容量のコンデンサ使ったほうがいいと思う。

今気づいたけど、出力最後のオペアンプ NJM2068 の電源入力っぽい電解コンデンサ C75 交換するの見過ごしてしまったようだ。
35V100uF と 220uF はまだあとひとつ残ってたのに。

………………

ということで、X-Meridian + LM4562NA をメインで使うことに決定した。やはり低音は要る。

まず、以下の画像が現在の様子です。これだけで、自分の電気電子回路の技術がどの程度が非常によくわかるでしょう。
初電子工作で動いたんだから、これでも満足してます。

LME49600 HPA

回路は LME49600 の PDF の Figure 4 をベースにしてます。増幅と DC サーボを 2 回路入りオペアンプ一つでしているので、
増幅増幅でオペアンプ一つ、DCサーボDCサーボでオペアンプ一つのように、それぞれ独立させました。

Figure 4 ほぼそのままですが、上の写真の回路図は以下になります。手書きですみません。

LME49600HPA 回路図

H 型に灰色で走ってるのが、GND で、赤が下の黒線とは接触してない、という意味です。

実際の回路の様子は以下です。

LME49600HPA メイン

アップにたえないシロモノですが、ご了承ください。

青く丸いのが NEC トーキン 35V 6.8uF タンタル電解コンデンサ DN1V6R8M1S (@105 円 シリコンハウス共立)、
オレンジのものは、ニッセイ APS100V104J (100V 0.10uF, @35 円 シリコンハウス共立)、
四角い水色のものは(補正加えてるので水色ですが、実際はもう少し青いです)、ニッセイ 積層メタライズドポリエステル コンデンサ MTFF050J105 (50V 1.0uF,  @84 円 シリコンハウス共立)です。

1.0uF のコンデンサが上記画像では一つ足りませんが、諸事情により裏面にあります。

オペアンプに張り付いてるヒモは、わかると思いますが、オペアンプを外すためのものです。
IC 引っこ抜く工具高いので、これでいいや、と。足曲がらずに外せるから十分です。
鉄入ってるので、ノイズ源になりうると思われますが、まぁきにしない。
これ付けた状態でも Dr.HEAD 改よりはるかに音良いし。(7809->7812 化と電源部のコンデンサを MUSE KZ 、入力カップリングを上の積層メタライズド～の1uFとAPS0.10uF にしたもの)

電源部は以下になります。

LME49600HPA 電源部

入力は DC30V で、LM350T (R1: 120Ω、R2: 2.4k + 68Ω)で 26.9V で安定化させ、TLE2426 で仮想 GND を作ってます。

使用した AC アダプタの無負荷出力が 38V くらい、HPA 動作時でも 34-5V 出力されてるので、30V 安定化で +-15V にもできたようです。
まぁ、一応表記 30V 出力だし、しばらくは 26.9V で使うつもり。

LM317 ではなく、LM350T を用いた理由はリップル除去率が LM317 が 80% なのに対して、LM350T は 86% と良い数値だったので、こちらを選択しました。
KA350T は 80% となってるので、正直 LM317 でも LM350T でも違いないのかもしれません。

次、HPA 作ったときは TLE2426 の先に LME49600 等でバッファして、GND の容量を増やそうと思います。

LME49600 の一番の難点はやはり、そのまま 2.54mm のユニバーサル基盤に挿せないことでしょう。
自分は LME49600 の足に 径 0.6mm のスズメッキ銅線で延長して使用しました。

ハンダ付けがヘタクソすぎるので、写真恥ずかしいですが、以下のような感じで延長させました。

ＬＭＥ４9600表

LME49600 裏

LME49600 最後の延長線をつける前

LME49600 ハンダ付けた。つけすぎ。

LME49600 延長完了

さすがにつけすぎなので、吸い取り線で少し吸い出しました。
一応熱で破壊されたら困るので、ヒートシンクにセロテープでくっつけて作業しました。

また、一番上の写真の中央に 50V 2700uF の電解コンデンサがありますが、これは TLE2426 で分圧した先の +12V と GND 、GND と -12V にいれてるだけです。

ボリュームには、東京光音の 2CP601 を使用しました(若松 2550円)。理由は東京光音という名前がカッコイイという理由と、ネットでの評判が良いのでこれにしました。
ギャングエラーは非常に優秀で、Dr.HEAD に付属している APLS らしき小さいボリュームよりはるかに少ない回転量でほぼなくなります(数度回転させたらギャングエラーなくなる)。
ただ、なんとなく、10度以上まわしたほうが、音が痩せてない気がするので、入力の音を絞ってそれくらいまわせるようにしてます。

予想よりよかったのは、ポップノイズがほぼないことです。これなら、ミュートとかつけなくてもよさそうです。
Dr.HEAD だとすごいポップノイズがしていた NJM2114DD に交換したときも、それほど気になりませんでした。

OP2604AP を使うと、音圧が増しますが、解像度が若干下がるような気がするので、LM4562NA のほうがよさそうです。

2009 7/6 追記

なんとなく、低域がイマイチだと思ったので電源に 35V 470uF を追加した。

35V470uF 追加した

かなり強引ですが。

結果: 音がすごくざらざらする。
というのはまぁ当たり前でしょう。半田ごての熱で痛んでるんでしょう。

ほんと数十秒後はあきらかに低域がすっきりし、量も増えた。やはり、入力前 35V100uF だけでは足りなかったようだ。
一応 LM350T で 26.9V 後にも追加したけど、これも多少効果ある…はず。

一つかなりやばい目の難点がありまして、上のほうにも書いたと思いますが HPA 稼動時も AC アダプタから 35V くらい供給されてます。
そう、耐圧ギリギリなんですよ(汗
うーん。50V 耐圧のやつを早い目に買う、、というかさっさと作り直したい。

とりあえず追加してから 30 分くらい経過したんですが音が変わりすぎで驚き。特に Sentenced の Neverlasting がわかりやすい変化ですね。沈む低音が聞こえるようになりました。

あとは全体的にツヤのある音で、ウェット感がかなりアップした。音関係はやはり電源重要ですねぇ。

2009 7/8 追記

やはり、35V 耐圧ギリギリはよろしくないので少しだけ電圧下げる努力をした。

具体的にはダイオードを 4 発直列に入れて、0.65×4=2.60V ほど電圧を下げようという計画です。

ついでに余ってる nichicon KY 50V2700uF を入れた。35V220uF の ZLH もついで余ってるから入れようとおもったのですが、行方不明になっているのであきらめた。

IN4007*4 と 50V2700uF(KY) をパラで追加

ええ、そうです。追加するスペースがなかったので、別基盤になりました。
ケースに入ってないからこそ成せる技です。

結果、この基盤後の電圧はなんでか 4.5V ほど下がって 30.5V強 ほどになってます。
26.9V に安定化ですので、LM350T のほうも OK ということです。

音のほうですが、まだエージング澄んでないので微妙です。
荒々しさというか音圧が減ってなんだかすっきりしてしまいました。
ただ、じわじわバスドラの音に張りがでていってるので、エージング済むとよりよくなりそう。

あと、追加基盤を経由して GND を電源主基盤にいれるべきところを誤って AC アダプタの GND を直接入れてしまっていたんですね。
そのとき音が実に「アレッ 変化ないというより悪化してるような??」っていうガッカリ具合でした。その後気づいて追加基盤からしか GND が入らないようにしたらちゃんと戻った。
結構違うもんなんですね。