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■HPA-12 基板 TIPS集

                               2013-5-11 TIPS-11追加

 
頒布しているHPA-12 フルディスクリートヘッドホンアンプ基板のちょい技 特集です。
 
もともと、この基板でいろいろ実験できるようにと、本来の音質へ影響がでない程度でパターンを追加してありました。  「FET入力DCアンプ版」 や 「ミニパワーアンプ版」 もそうなのですが、それ以外の小技を紹介します。 
 

そうそう、P板.comで発注するときに基板名称をつけなければならないのですが、その名称HPA-12 の「12」は、ひとつぶで2度おいしい の意味をこめてつけました。 

 
 


■TIPS-1 初段にFETを使うとき 
 

Tips3  

Tips3

この位置に差すと、FETの足を交差させずに実装することができます。 海外製のセンターベース配置のトランジスタにも適用できます。(海外製TRのエミッタ、コレクタの配置に注意してください)

 


■TIPS-2 CRD(定電流ダイオード)の代わりにFETを使うとき 

 
 
Tips3

 
このように実装することでidss=2~4mA程度のFETを定電流源として使用できます。

 
 


■TIPS-3 出力リレーを変更するとき

 リレーのコイル抵抗が960Ω(秋月941H-2C-12D)から他の12Vリレーへ変更するときにはR86の抵抗値を変更する必要があります。 (直流リレーの場合は極性にも注意)

 

Tips4

 

 [計算方法]
     R= 3.5V÷コイル電流       となります。
 例えばコイル電流 44mAのリレーの場合
     R= 3.5V÷44mA = 79.5Ω 
 となりますが、あまり正確ではなくても構いません。 ここでは82~100Ωくらいで十分です。
 最後にリレーのコイル電圧を確認しておきます。 12Vリレーでは10~13VくらいならOKです。

  秋月941H-2C-12D 高感度 12V コイル抵抗 960Ω 12.5mA = 330Ω
  オムロン G5V-2        12V コイル抵抗 288Ω 41.7mA = 100Ω
  オムロン G5V-2  高感度  12V コイル抵抗 960Ω 12.5mA = 330Ω
  オムロン G6A-274P 金接点 12V コイル抵抗 720Ω 16.7mA = 220Ω
   

 


■TIPS-4 音質調整など部品を変更する予定がある部分について

 定数や部品を変えて音の変化を試したい場合、毎回、半田をつけなおすのは大変です。 

 
Tips5_2

 このように、IC挿しこみピンを使っておくと便利です。 秋月 丸ピンICソケット
 

Tips6

  
 
ちゃんと部品をはんだ付けして評価したいときには、このように裏にとりあえず部品を実装し、完全に抵抗値がFIXしたら、表からの実装に変更するというのも良いと思います。

   
 
 


■TIPS-5 初段トランジスタの熱結合

 
Tips7  

  
 
アルミテープを4~5mm幅に切ってトランジスタへ巻きつけるだけです。
2つのトランジスタ間をボンドでつけなくても、それ以上の熱結合が得られます。
アルミテープは3~4周巻くのがコツです。 リード線へショートさせないように注意してください。 熱伝導率の高い銅テープを使うと更に熱結合が強くなります。 (アルミと銅の熱伝導率は2倍弱の差なので、アルミ4巻き≒銅2巻き)

これで、周囲温度からの影響が小さくなり、DCオフセットが少さくなります。
熱結合していないときに、片方のトランジスタを指で触ると5~10mV程度はすぐにドリフトするのですが、この処置をするだけで、1~3mV程度の振れに低減します。

 
 


■TIPS-6 音質への影響が大きい部品  =高音質部品はどこへ投入すべきか

明確に指定するのは難しい部分ではありますが、私の経験上の話を書きます。

・入力のカップリングコンデンサ
 微小な信号が通るので当然といえば当然

・電源デカップリングコンデンサ
 アンプの音の半分は、電源の良し悪しで決まるといっても過言ではありません

・最終段のエミッタ抵抗
 直接信号が流れる部分で、一番電流の大きい部分です。 
 またエミッタフォロアでは誘導性を嫌うので無誘導性が望ましい

・NFB抵抗 
 ここも直接信号が流れ、出力の信号を差動回路へと伝える重要
 な役割を果たしています
 
・初段の負荷抵抗 
 初段差動部分は全体的に重要な部分ですが、その中でも負荷
 抵抗はその抵抗値を含めて影響力が大きい

・基板外の部品として ボリューム 
 信号を分圧する重要な役割があるのにも関わらず、接点が非常
 に小さいため品質や精度が問われる部品  
 16型以上のサイズ 10kΩ~20kΩ Aをカーブ推奨します 

 

 
 


■TIPS-7 低NFB回路 

  

 フルディスクリート基板で低NFB回路 で書きましたが、2段目のゲインを下げて低NFB回路にすることができます。 

2nd_r2

2nd_r 

 


■TIPS-8  nonNFB回路 
 

TIPS-7と殆ど同様な改造で、2段目からNFBをかけて最終段からのNFBを撤廃することもできます。

Nonnbf2

Nonnfb

 

C4、C54の10pF(位相補正)も2段目から戻すことができるのですが、実際に音を聴いた感じでは、最終段から補正している方が聴きやすかったです。 インピーダンスが50Ωくらいのヘッドホンでは、最終段の非直線成分が出にくく、nonNFBの良さが感じられると思います。 

どこまでも開放的で、ふわっとした雰囲気があります。 低域もやわらかく、どことなく真空管のような味わいがあるように感じました。 低インピーダンス(12Ω等)のヘッドホンだと歪が野放しなnonNFBの性格上、大音量には向きません。 

最終段からのNFBが、どう効いているのか興味がある方は試されてはいかがでしょうか。

こういう改造は自作ならではの実験ですね。 私も勉強になりました。 

 
 


■TIPS-9  最終段の放熱拡大 

A1015/C1815のコレクタ電流の最大定格は150mAですが、熱的な限界でアイドリング電流を12~15mA程度に抑える必要があります。 熱くなりすぎると寿命にひびくからです。
つまり、A1015/C1815の電流にはまだ余力が残っているのです。
じつはアイドリング電流は大きい方が、Aクラス領域は拡大しますし、出力インピーダンスを下げられます。

 
Aluminum1

 

この熱的限界(コレクタ損失の限界)は、TO-92というパッケージから自然空冷で放熱できる限界なのです。 そこで、アルミテープを貼って、TO-92の自然空冷より放熱面積を増やすともう少しだけアイドリング電流を増やすことができるようになります。

この方法で、アイドリング電流を16~20mA程度まで増やせます。 (R16、R66を15Ω)
音質的には、私のヘッドホンだと殆ど効果は見られませんでした。 低能率なヘッドホンで、ちょっと音量を上げるとすぐにBクラス領域までいってしまうような場合では効果があるかもしれません。

 

 

 


■TIPS-10  電圧増幅部へのコンデンサ追加

 

計測するとチャンネルセパレーションには差は出ないのですが、聴感上で広がり感が
増して聴こえます。   動的な特性を改善できているのだと思います。 特に能率の低いヘッドホンや、インピーダンスの低いヘッドホンをお使いの場合は、出力電流が多くなりますので、増幅段のスタビライザー効果が高いと思います。

 

hpa12_kai
 
C1ext

 

耐圧は、ぎりぎり16Vを超えてしまうため、25V品が必要です。 容量は1000~2200uF程度で十分な効果が期待できます。 左右チャンネルに1個づつ追加します。
リード線が他の部分にショートしないように気をつけてください。  

念のためと思ってつけておいた隠しパターンで、ここにコンデンサを入れると見栄えが良くないので公表してきませんでした。 が、思っていた以上に効果が高いのでTIPSとして取上げました。 

 

 

 


■TIPS-11  バイアス回路にコンデンサ追加 

 

これも念のためにつけておいた隠しパターンです。 今までに何度が試していて大きな変化を感じ取れなかったのですが、純A級ヘッドホンアンプで再度試したところ効果があったので公表することにしました。

出力段のバイアス電圧を作っている直列ダイオード4個の部分にコンデンサを入れることで、電圧の安定化、及びプッシュプルの上下でのインピーダンスの差をなくす効果があります。

Tips11_1
 
Tips11_2

 

(この写真では位相補償コンデンサ10pFが付いていないように見えますが、基板裏に付いています。) 

余っていた東信工業のオーディオ用の銀色のヤツ(UTSJ)の100uF/16vで試したところ、なかなか良い結果が得られました。  変化は大きくないのですが、中音域のガヤつきのような雑味が減って見通しの良さが増すような感じです。

実は、このバイアス部のコンデンサは、わりと音質の変化があってチューニングするときによく弄るポイントなのです。 なぜかHPA-12基板では変化が少ないですが、いろいろ試されてはいかがでしょうか。

使用するコンデンサは、0.1~10uF程度のフィルムコンデンサ。 もしくは10u~100uF程度の電解コンデンサが良いと思います。

 

 

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コメント

たかじん様はじめまして。

高音質なヘッドホンアンプが欲しく調べていてこちらにたどり着きました。
できる限りの高音質部品を投入したく、今部品を集めているのですが、TIPS-6に書いてあるNFB抵抗というのがどれにあたるのか分からず困っております。

こんな調子で完成にこぎつけるのか自分でも不安ですが、よろしくお願いします。

永遠の初心者さん

R9、R10、R59、R60です。 わかりにくい表現ですみません。

こんばんは、たかじん様、皆様

遅ればせながら(?)、HPA-12基板のTips10と11を試してみました。
#私のはミニアンプ仕様です。

まだエージング途中ですが、音の広がりや奥行きが増えて、1ランク上がった感じがします。

朝から音楽をあれこれ聞き直していますが、もう楽しくて仕方ありません。これはやってみるべきですね。

次は、入力段FET化も試してみたいと思っていますが、ミニアンプ仕様に適用する場合、なにか注意事項はありますでしょうか。

corins さん

気に入って頂けたようで光栄です。 
FET版は、選別命です。 入力のカップリングコンデンサをバイパスできるのが最大のメリットですので、ぜひカップリングレスを試して下さい。

音は、まあ、好みがあるので何ともいえないです。 わりと2SK30の緩くて暖かい音も良かったりします。 もう売っていないのが残念です。 

たかじん様、こんばんは。

ご返信ありがとうございます。
選別命ですね、了解しました。
手持ちの20個で2ペア取れる事を祈りつつ、選別してみます。

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