HPC-01に搭載した低域ブースト機能について
本日は、D級アンプHPC-01の低域ブースト機能について説明しようと思います。
8cmのステレオ誌付録スピーカーを容積1Lの小型エンクロージャーに入れたときに、あまりに低音が寂しいことからSBB-II基板などを作っていましたが、HPC-01は、オンボードで同等の機能を搭載しています。

前段OPAMP部にあるC5、R7がソレで、NFB回路に挿入しているためNF型のイコライザーにあたります。スイッチS1でショートするとイコライザ回路がバイパスされて反転フラットアンプになります。(C7は位相補償)
LTspiceで計算したブーストカーブを以下に示します。
C5=0.033uFのとき。上から、R7が68kΩ、47kΩ、22kΩ、10kΩ、バイパスの5本です。
8cmユニット+箱容量1Lクラスを想定
殆どの楽曲ソースには30Hz以下は入っていないため、30Hz以上のカーブに注目してください。
C5=0.047uFのとき。同様に68kΩ、47kΩ、22kΩ、10kΩ、バイパス。
12cmユニット+箱容量2Lクラスを想定
C5=0.068uFのとき。同様に上から68kΩ、47kΩ、22kΩ、10kΩ、バイパス。
これらのカーブを見て、好みの(お使いのスピーカーに合わせて)ブーストカーブに調整してみてください。
でも、基板上のON/OFFスイッチのと固定抵抗ではブースト量を可変できません。
ということで、R7にパラって可変抵抗(2連Bカーブ)をつなげてブースト量を操作できるようにしてみました。
50kの可変抵抗を使ったためブースト量は減ります。
68kΩ//50kΩ = 28.8kΩ となります。
(// は並列接続の意味)
R7を100~220kΩにすればブースト量を稼げます。オープンにするとまずいので、R7抵抗は付けておいた方が良いです。
特性(この場合ハムノイズ)を犠牲にして、使い勝手向上を目指すわけです。我慢できるほどのハムノイズなのか、我慢できないレベルなのかを試すという意味合いもあります。
やはりトランスが近いのでハムノイズが増えました。が、スピーカーから1m離れると聞こえなくなるレベルなので許容できる人も多いかと思います。ボリュームを回すとゴゴゴっと摺動子を擦る音が出ますね。9型のボリュームが良くなかった可能性もあります。
ただ、秋月電子のこの基板は使いやすいのでおススメです。
可変できると、ちょうどよいブースト量に簡単に設定できるメリットがありますね。
ある程度音量を上げて聴けるのであれば「ブーストOFF」にするのが一番音が良いです。また、ブースト量が一定でよければ、無用なハムの誘発がない固定式の方が音質的にもS/N的にも優れます。
音質を優先するか、使い勝手を優先するか。という選択です。
本来はエンクロージャーの作りで低域の再生能力を確保して、電子的にブーストしないというのがひとつの美学。
しかしながら、メーカー製の小型パワードスピーカーの殆どが内部イコライザで音のバランスを調整していることを考えると、自作スピーカーというカテゴリだけ苦労する必要は無いと思います。自作なら「何にも制約を受けず自由であるべき」だと思うのです(笑
小音量では低域が聞こえにくくなるという聴覚のラウドネス特性から、低音を多少ブーストするのは理にかなった操作であることは間違いないと思います。
ということで、固定式低域BOOSTの特性と、可変化改造のお話でした。
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はじめまして。
HYPER PULSE CONVERTERに興味が沸いて組み立てました。
配線の方法がよくわからず、基板に書いてある文字をたよりにつないでみました。ケースをまだ購入していません。アルミ板の上に密着させているだけという不安定な状態ですが、音は感動です。
TOPPINGとNFJのD級アンプは購入したり友人から譲り受けたりで使って来ましたが次元が違います。
まさにHYPERです。
乃木坂46「音が出ないギター」のボーカルのハモリで鳥肌が立りました。最高にロックな音。
ありがとうございました。
投稿: kondo | 2019年11月22日 (金) 23時47分
kondo さん
ありがとうございます。
アルミ板の厚さがある程度あれば、底板のみで放熱が間に合うかと思います。
ロック系の曲で栄えるようにと作りこんできましたので、そういう曲にはぴったりかもしれません。ボーカルもそこそこ聴けるようになりました。
もし、音質向上TIPSをやっていないようでしたら、配線飛ばしをぜひ試してみてください。
配線の接続の仕方、たしかに分かりにくいかもしれませんね。ご指摘ありがとうございます。近日中に資料を更新します。
投稿: たかじん | 2019年11月24日 (日) 23時39分
たかじん様
はじめまして。
SB32+PRO DoP、SabreBerry32、SabreberryDAC Zero
など、DAC類楽しませていただいております。
その延長で
アンプの検討+久しぶりの自作の虫がムズムズして
冬休みの工作で、HPC-01に手を出したのは良かったのですが・・
半田つけを失敗したのか2枚中1枚がどこかで短絡しており
原因探し中に基板を壊してしまいました。
周回遅れのタイミングでもあり
既に生基板は、売りきれになっております。
再販予定は有りますでしょうか?
投稿: duf4 | 2020年1月12日 (日) 11時52分
duf4 さん
こんにちは。
すみません、生基板は(上級者向けという名目の)試験的なもので、頒布していたものが全てです。手元にも在庫はございません。
半田リムーバー(サンハヤト SMD-21など)を使えばICをキレイに取り外すことができるかもしれません。
これを使ってQFPも外したことがあるので、使い方さえ把握すれば基板銅箔を傷めずにICを取り去ることが出来るかと思います。
投稿: たかじん | 2020年1月12日 (日) 12時57分
たかじん様
連絡ありがとうございます。
そうですよね。
半田ごてで、十分に加熱したつもりでしたが
無理したようで、基板銅箔を剥がしてしまいました。
練習不足でした。
資金確保からコツコツ行きます。
これを完成できるまで、”うずうず、ワクワク”する企画は見ないようにしないと
浮気してお蔵入りにしそうで怖いです。
でも
いつも、たかじん様の誘惑的な話を楽しみにしております。
投稿: duf4 | 2020年1月12日 (日) 13時14分
duf4さん
そうでしたか。0.5mmピッチとパターンが細いため、熱を加えすぎても銅箔がはがれやすくなりますしね。テクニックと良い道具が必要になってきます。
実装版がまだ残っているため、リピート発注はしばらく後になってしまいますが、そのとき、未実装版も少量用意できればと考えています。
よろしくお願いします。
投稿: たかじん | 2020年1月12日 (日) 18時08分
たかじんさんへのご報告
mikeと申します。
イタリア HiFi2000 のケース Mini Dissipante 2U 250mm 10mm SILVER front panel を使って HPC-01 を組み立てました。
トロイダルトランスは、手持ちの Nuvotem Talema 30Vx2/115V 225VA です。ケースは一回りおおきいのですがやはりバスが出ましたので、トランスを日立のファインメットシートでくるみ、実用上問題ないレベル、つまり最大ボリュームでも気にならないレベルに押さえました。トランスの鳴きはありません。部品はほぼ指定通りです。(47pにはWimaを使いました。)アース線も追加しています。
音は、300Hまでコロコロ変わりました。そして500Hになる頃にとても安定し本来の音と思われる成熟した状態になりました。
結構手強かったです。
500Hを超えた音は、穏やかで響きが豊かですが、ソースの微細な音もよく聞こえます。送り出すDACたちの違いもよくでます。
強靱な音も、少しエキセントリックな音もきちんと出せます。300時間までの穏やかで豊かな美音系の音が、500時間を超えたときには基本は変わりませんが複雑で微妙な音から切れがよく強靭な音まで出せるようになっていました。
D class の他のアンプ、iRaudamp 7D改 monoblock、NC400/Ncore by hypex たちに比べると、ずっとずっと穏やかで豊かな響きの美しい音です。響きが豊かすぎるくらい豊かですが D class が得意な強靭でバルシブな音もそこそこ再現できます。そこが、美音系一筋の AMP CAMP AMP v1.6改 monoblock とも違い、素晴らしいアンプです。
個人的には、もう少しスレトートで強靱な音が好きです。ですからD class にこだわり、その強靭だがちょっとシンプルでストレートすぎる音をどうやってもっと響きの美しい音にしていくかトライしていたのですが、この答えの一つの方向が、HPC-01 に見出したように思います。
電源については、トライダルの持つやわな音があまり好きでなく、スイッチング電源にこだわってきたのですが、HPC-01 の音を聞き、なんだトロイダルでも行けるんじゃないかと気付きました。
スイッチング電源も試してみましたがもちろん素のままの安物では全く駄目で、といってもノイズのないものに買い替え、かつ高額なオイルコンやマイカコンを加えて磨くのもコスト的にどうなんだろうと疑問を持たせるリニア電源の出来です。
もし電源に投資するなら、たかじんさんおすすめの Block のより大容量のものにするほうがよほどいいのではないかと考えています。
ちょっとパワーが足りないのが惜しい点なので、もしかしたらスペック上限まで電源電圧を上げると、あともうちょっともの足りない「強靭さ」が解決できるのではないかと思っています。
ともあれ、このコストを考えると、他に競合するものがいないD級とかA/B級とか方式を超えたものすごくいいアンプだと感じています。
オーディオ仲間に貸し出してしばらく自慢して歩こうかと思っています。
素晴らしいアンプをありがとうございます。とても楽しんでいます。
投稿: mike | 2020年1月18日 (土) 00時46分
mike さん
大変貴重なコメントありがとうございます。
おっしゃる通り、HPC-01はDACや、音源(録音)の音の微妙なニュアンスの違いをよく表現してきますね。AB級よりもその点が得意というのは驚きでした。
音が落ち着くまで500時間も必要だったとは、私もしりませんでした。最初の1週間(100時間)までは、かなり変化して角が取れていくのですが、2~3週間くらいたつと、ほぼ安定してくると勘違いしていました。
NC400/Ncoreは、私もちょっと注目していたのですが、完成ユニットしか購入できないので電子回路的な自作の醍醐味はちょっと物足りないと思いました。
Nuvotem Talemaとblockのトロイダルトランスですが、音質的にはNuvotem Talemaの方が開放的かつ、メリハリのある音だと感じています。ただ、私の家ではトランス鳴きがひどくて実使用に耐えないのです。
トランスの容量が大きくなると、瞬間的な電流供給能力が増えるのと、レギュレーション(負荷による電圧変動)が良くなる傾向があります。アンプ的には余裕のあるトランスを使う方がより良くなると思われます。
ただ、気を付けなければいけないのはヒューズ選びです。インラッシュ電流で切れないように大きい値のヒューズを選定すると、万が一があったときにも切れてくれないということが起こりえます。
響きの豊かさに関しては、結構苦労して部品を選びました。明確に感じ取って頂けてうれしいです。出力のLCフィルタ部品とOPAMP周りのコンデンサで良くも悪くもなるんです。wimaのコンデンサは、少し音を落ち着かせる傾向がありますね。
投稿: たかじん | 2020年1月18日 (土) 23時46分
mikeです。コメントありがとうこざいます。
300時間を超えてもどんどん音が変化し、より細密な描写に変化していくというのは私も初めての経験です。
これまでは、150時間ほどで安定し、変化があったとしても300時間まででそれも僅かでした。
さすがに500時間をすぎると安定しましたが、300時間から500時間のあいだも、はっきりと解像度が上がっていくのに気持ちの良い豊かさは維持するという素晴らしい方向への変化がありました。
トロイダルトランス電源でここまで立ち上がりの良い微細な音が出たのは初めてです。なにがその良い変化をもたらしているのかははっきりと理解しているわけではありませんがとても興味深いです。
OPAMPまわりを含め、推奨部品をそのまま使い、豊かさとキレの両立という予想しない方向性での好結果が得られて本当に良かったです。
現在ヒューズはスローブロー5Aのものを使っています。225VA程度ではこれだけで特に問題はないようです。おっしゃるように500VAではそうはいかないかもしれません。
私も500VAのTalemaを使っていた時はリレーを使い立ち上がり時のみ数Ωの抵抗を噛ませていました。大容量トランスを安全につかうにはちょっと手間がかかりますからケース的にはOKなんですがちょっと躊躇してしまいます。
それもあり、これまでは切れのある音がトランスでは得られなかったので、これまではモーターボーティングに気をつけながらスイッチング電源を使い続けていました。
Dクラスアンプでもアナログ電源が(設計次第で)使える、ということを学んだHPC-01でした。
投稿: mike | 2020年1月19日 (日) 08時48分
mike さん
なるほど。そうだったのですね。私は2週間ほどエージングしたあとに部品を交換したりで手を入れてしまったため気づけなかったようです。
NJM2114DDですね。このオペアンプ結構侮れません。個人的な意見ですがNJRCの中ではMUSES01より好きです。
500VAトランスはすごいです。抵抗を噛ますスロースタート回路を入れるのがいいですね。
パワーアンプの電源は安定化しないトランス+整流回路というシンプルな構成が個人的に好きなだけです。テクニクスのSE-R1というD級パワーアンプを2年ほど前に聴いて、AB級、D級など回路方式を意識ないレベルで普通に感動しました。内部にはドデカいトランスが入ってます。
HPC-01に使用したTPA3255というICは相当な実力がありますね。基板を作り直す度にどんどん音が良くなってきました。ひずみはデータシートの数値には届いていませんが、リファレンス基板の音よりも音楽の躍動感と、残響音の消えていく瞬間の緊張感・空気感で上回ることができたと思っています。
電源次第では、さらに良くなる可能性も秘めているかもしれません。
投稿: たかじん | 2020年1月22日 (水) 20時06分
たかじんさま、
パーツはほぼそのまま使ったと申し上げていましたが、実は2114DDだけはごく初期から手持ちの Muses03 x 2 に載せ替えています。ただ、この もMuses03 は結構使い込んでいますので、オペアンプを交換したことで得られる音の変化とバーンインの時間はわかっているつもりです。これまでの経験ではMuse03は300時間で安定します。500時間までかかった理由ではないように思います。
パワーアンプのTPA3255は初めてで、その実力はこれまで使った石にくらべてとても高いと感じてますから、いろいろ考えると500時間までかかった理由はTP3255自体かもしれませんね。
500VAトランス、同じNuvotem Talemaなんですが、45V/115V仕様なので無負荷で57V出てしまいます。
TPA3255は53.5Vまで使えるということですから、使えないことはないように思いますが、電源回路も含めて大改造が必要なようですから手におえません。それに同じ30V系の電圧で500VAにしても出力が上がるわけではなさそうなので当面はこのままで行こうと思っています。
もう一台作るときの課題ですかね
投稿: mike | 2020年1月23日 (木) 19時10分
mike さん
Muses03ですか。 MUSESシリーズの中では異色の存在ですね。01/02とは明らかにレベルが違うように感じます。
TPA3255の仕様は53Vですが、周辺の回路は40V程度までという設計にしています。
可変電源+TIのリファレンス基板で実験したときは電圧を上げると、低域が柔らかく高域はピークが立つような鋭さがでてしまい、音楽的にバランスがとりにくい雰囲気を感じました。ただ、リファレンス基板のエージングは200時間くらいだったので、その後どう変化するかは未知数です。
投稿: たかじん | 2020年1月25日 (土) 08時45分
たかじんさま
mikeです。
なるほど、電圧のテストは綿密にされていたんですね。よくわかりました。
最高電圧にフォーカスして設計されていた iRaudamp 系とは異なる実装のようですね。
私の場合、低域の豊かさは早い段階から現れており、中高域の輝かしさと微細音量のクリアさが現れるのに時間がかかったというエージング状況でした。
Muses03 の効果が現れにくいアンプがある中で HPC-01 は素性がよくすごくうまくいったように思います。
そのうらにはやはり適正電圧の探索など丁寧な詰めの作業があったわけですね。
スイッチング電源のトライアルなどから、現在の電源のレベルの高さを実感しています。
しばらくはこのまま楽しんでみたいと思います。
いろいろご教唆ありがとうございました。
投稿: mike | 2020年1月25日 (土) 10時11分
mike さん
まあ、TIのリファレンス基板とHPC-01の電源の構成が異なるので、同じ傾向があるかどうかは不明です。
電源電圧を上げていくと、出力電流が増えて、LCフィルタのコイルが飽和に近づくという部分もありますし、最適な電圧がどこかに存在するのは仕方ないのかもしれません。
Muses03は、ALX-03でも結構いい感じだったので、良いOPAMPだと思っています。OPA627よりも良いんじゃないかと思えるほどに。
IRのD級アンプICは、その後、力を入れていないような気がしますね。
デットタイム調整が数種類の中から選択するというデジタル的な調整が気にくわなくて使わなかったのですが、製品開発が収束していくのは残念です。
投稿: たかじん | 2020年1月26日 (日) 21時10分
素晴らしい基板をありがとうございます。
HPC-1基板をお譲り頂き、製作しました。
他の方々の感想にもあります通り、空間表現の得意なアンプだと思っております。
一点質問ですが、当方の環境ではもう少しゲインがあると良いのですが、その場合は、R13の数値を10k程度に交換すると3dBほどあげられると思うのですが、合ってますでしょうか?
おヒマな時にお教え頂ければ幸いです。宜しくお願い致します。
投稿: COPY | 2020年3月17日 (火) 14時24分
COPY さん
ご感想、ありがとうございます。 左右で電源を分けたのが功を奏したのかもしれません。空間の広がり感はオーディオマニア的な要素があって楽しいですね。
ゲインアップについてですが、R9の15kΩを22kや27kなどに大きくする方が良いです。R13ですと、BTLの片側だけがゲインアップします。
よろしくお願いします。
投稿: たかじん | 2020年3月17日 (火) 22時45分
たかじんさま
早速のご回答、ありがとうございました。
確かにBTLなので、ここだと片一方だけのゲインになってしまいますね(笑)
聞いておいて良かったです。
ちなみにここを22Kや27Kなどにした場合、C7の値は22Pぐらいにした方が良いですよね?
投稿: COPY | 2020年3月18日 (水) 11時47分
COPYさん
C7は、変えなくても大丈夫だと思っています。 27kΩと47pFとでfc=125kHzですし。
もちろん音を聴いて、高域をもっと伸ばしたいと感じましたら22pFなどへ変更されても構いません。
投稿: たかじん | 2020年3月18日 (水) 22時21分
基盤頒布をありがとうございました。
接続する機材の都合でゲインを減らしたいのですが、R9を小さくすれば良いでしょうか?その場合の下限値はどのくらいでしょうか。
Bassブーストはバイパスするつもりです。
投稿: ヨシダ | 2021年9月19日 (日) 16時15分
ヨシダさん
こちらこそ、ご購入ありがとうございます。 ゲインはおっしゃる通りR9の抵抗値を下げることで小さくすることが出来ます。
最低値は、使用するOPAMPに依存するところもありますが、3.3k~4.7kくらいまでは大丈夫だと思います。
投稿: たかじん | 2021年9月19日 (日) 20時50分
回答ありがとうございました。
4.7kで組み立てます。
投稿: ヨシダ | 2021年9月20日 (月) 10時43分
ヨシダさん
もし発振などしていたら、少し高めの抵抗にするか、OPAMP変更も視野に入れてください。
投稿: たかじん | 2021年9月22日 (水) 20時33分
去年、通電したままいじってたらTPA3255の出力周辺が破裂したHPA-1ですが、作り直しでやっと昨夜音出ししまして一安心しました。
今回は基板の端子はやめて直付けに変えました。
投稿: 天 婦羅夫 | 2022年2月 7日 (月) 13時46分
天 婦羅夫 さん
復帰、おめでとうございます。 やっぱり直付けの方が安心感がありますよね。
投稿: たかじん | 2022年2月 7日 (月) 22時04分
たかじんさん
たかじんさんの設計されるアンプの音色が好きでVFA-01、ALX-03、HPC-01と作製して常用させて頂いております。
昨年末あたりから性能特性が優れているとの評判が高く、HPC-01と同じICチップを搭載するTopping pa5の音質に刺激されて、HPC-01の部品、定数を見直したところ、満足できる自分好みの音質にすることが出来ました。最近は、今までのお気に入りALX-03よりも稼働時間が多くなりました。
そこでHPC-01に関して以下の質問とお願いがあります。
①マニュアルホームページに「BOOST機能を使用しないで自然に低域を伸ばすときは「C1,C9,C13」のPMLCAPに並列に電解コンデンサ(耐圧25V以上)を入れてください。」とありますが、この変更を実施した場合のブーストカーブはどのようになるのでしょうか?
②部品、定数を見直しで基板がかなり劣化してしまったので、もう1セット購入したいと思いますが現在は入手できない状況です。基板の再販売は可能でしょうか?
③Topping pa5はバランス入力となっています。電子関係の知識はありませんがIC3255のデータシートを見ると入力端子が4つあるので、HPC-01も現在の2枚基板構成でのバランス入力が可能な様に感じます。バランス入力を前提としたHPC-02としてのバージョンアップは考えられないでしょうか?
④BLA-01の在庫もないようですが補充は可能でしょうか?
投稿: kotetsu | 2022年4月12日 (火) 12時26分
kotetsu さん
ありがとうございます。
https://nw-electric.way-nifty.com/photos/uncategorized/cap_plus.png
こちらに丸を付けていますが、これらのカップリングコンデンサにより5Hz以下の低域がカットされています。 ここを10uFくらいまで拡大するともう少し低域が伸びます。 それ以上大きくすると、電源ON時のポップノイズが少し出てきます。
ブーストした時も、この低域カットが効いていますので、カップリングコンデンサを大きくすることで低域側に延びるようになります。
PA-Engine部は、海外に実装委託していたのですが、今はICの入手性などからちょっと難しいです。
PA-Engine部の生基板は少しあります。 HPC-01の生基板はゼロですが、最終試作基板が何枚か残っています。それで宜しければ直接頒布コーナーからメールください。
バランス入力の仕方は、どこかに書いたと思うのですが、上の回路図のC9、C13の手前から入力することで可能です。 その際オペアンプは実装しません。
R15、R17のところから入力してもOKです。 今のところ基板の改版予定はありません。
ちなみに、BLA-01のアンバランス->バランス化の回路相当がHPC-01のU1です。
BLA-01も在庫切れていますので、どこかのタイミングで増産しようと思います。
よろしくお願いします。
投稿: たかじん | 2022年4月12日 (火) 20時59分