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2020年1月13日 (月)

新ヘッドホンアンプの特性をちょっと計測

現在試作中のヘッドホンアンプは終段からNFBを帰していない終段無帰還アンプにしているので、どのくらいのひずみ率なのか、私自身が知りたかったので計測してみました。

Thd_njpg

  < 8Ω負荷 80kHzLPF ONのTHD+N >

無負荷で8Ω1Wに相当する2.83V時は0.0012%と低かったので、右肩あがりのひずみは、ほぼ出力段によるものと思われます。

実は、先日、3段ダーリントンにしたと書いていたのですが、、、

実験しているうちに、負荷が重いときに微小発振することがわかってドライバ段にもベース抵抗を入れて対策したのです。その後どうも音の鮮度が一歩減衰するように感じていました。という訳で、2段ダーリントンに戻しています。

新旧の回路図っぽいモノはTwitterに投稿していました。

 

 

バイアスの定数も2段ダーリントン用に見直して安定していることを確認。電源ONから5分以降、12mVくらいで落ち着いています。

Hpa1000bias

右側から4マスくらい揺れてるのは、そのタイミングでエアコンをONしたからです。熱的な外乱があってもちゃんと収まっているのが分かります。

抵抗は0.47Ω2パラですから12mV÷0.47//0.47=51mA

現在は3パラプッシュプル構成なので約150mAくらいのアイドリング電流になります。

 

歪率は一番上の画像の通りです。ヘッドホンアンプに8Ω負荷は重すぎるかなっと思ったのですが、平気でした。ノンクリップで8W+8W出ています。

 

残留ノイズは、ハム対策がうまく行ったので6.6uV(A-wait)と優秀です。

 

 

ちなみに、初段のトランジスタを低ノイズトランジスタであるBC550Cに交換しました。2SC2240でも良かったのですが、ディスコンから5年以上経って今後入手性が怪しくなります。基本的には製造中止品を使わず、誰でも作れる再現性の良いアンプを作りたいというふうに思っています。

 

100khzsquare

100kHz方形波のフルスイング波形。スルーレートは上下とも20V/usecくらい。ヘッドホンアンプとしては十分。

 

0_47u_8ohm

0.47uF+8Ω負荷の応答波形。信号は10kHz方形波で2Vrms(4Vpp)

 

0_47u_only

同様に0.47uFのみのC負荷応答波形です。

 

 

終段からの帰還がないためか、出力バッファの発振安定度さえ確保してしまえば動作はとても安定してますね。出力コイルも、高域負荷(直列CR)も付けていません。

 

今回、3段ダーリントンではひずみ率を測らなかったのですが、発振対策でベース抵抗をプリドライバ段、ドライバ段に入れたときと、2段ダーリントンでベース抵抗なしとの音を比較できて有意義でした。

ヘッドホンではスピーカーに比べて負荷が軽いため3段ダーリントンが必ずしも有利ではないということなのかもしれません。

2段ダーリントンの方が音が近い。濁りがない。透明感が高い。という風に感じます。MDR-M1STの音の傾向をさらに際立たせるのはこっちだ。と思いました。

トランスとの相性もあるのかもしれませんが、音量を上げて録音されている音の隅々まで聴きこみたい。いつまでも聴いていたいという音色になっています。

 

 

という訳で、2段ダーリントンに戻したバージョン+ハム対策&小型化して次回試作基板を発注しています。

詳しくはまた今度。

 

 

 

 

 

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ヘッドホンアンプ」カテゴリの記事

HPA-1000」カテゴリの記事

コメント

久方ぶりに、チェンジニア全開の記事、楽しく読ませていただいてます。
ヘッドフォンでは、2段>3段ダーリントンですか~。
そもそも「音の鮮度」とは、具体的にどのような物理的特性を表すのでしょうね? それとも、計測器では判らない、人間の耳でしか判らないものなのでしょうか。興味深いですね。
常識的には、3段より2段の方がC成分が少ないという気がしますが、これが「音の鮮度」とどう関係するのか?
THDは、無負荷で8Ω1Wに相当する2.83V時で0.0012%と極めて低いので、ヘッドフォンで聴く限りは、「音の鮮度」は歪みとは関係なさそうですね。
たかじんさんの記事を読むと、超弩級HPA基板の領布が待ちきれないです。^^

kontiki さん

コメントありがとうございます。

3段ダーリントンよりも2段ダーリントンの方が良いというのは、特定の条件が重なった場合なのだと思います。今回の2段ダーリントンは3パラ・プッシュプルですし、励振段のインピーダンスが低いので結果的に出力インピーダンスが低いという部分も関係していると思います。

私も少し不思議だと思っているので、インピーダンスは後で計算してみようかと思っています。


音の鮮度という意味では、沢山の部品を使ったアンプは歪が小さくなっても、シンプルな回路にはある、鮮やかさ、ダイナミックさが後退してしまって、何か物足りなくなってしまうというのと関係があるのかもしれません。

これだけ沢山のトランジスタをつかっておいて、説得力はありませんが(笑

新作はたかじんさんのノウハウがふんだんに投入されてそうなので、
ユニバーサル基板は無理そうですね。
ところでBC550Cの入手性は改善されてるのですか?

DSK さん

完成したときには回路図、および部品表を公表しますので、チャレンジされても良いと思いますよ。 ノウハウはどの基板にも入れているつもりです。。

BC550Cは、変わらずですね。ビスパ、マルツ、デジキー、RSコンポーネンツでは取り扱いあるようです。

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