最終回路図は、下記の通り。 同じ構成で終段の 2SC5191/2SA1930 をパラレルに、エミッタ抵抗を 0.47Ωとして、ミニアンプを作成したことがあったが、測定中に焼損させている。 今回のヘッドホンアンプのほうが、エミッタ抵抗が大きいなど、より安定な回路であることを考えると、ミニアンプのときは最初から発振していた可能性が高そうだ。 200kHz までの アナログオシロ程度の測定器しか持っていなかったのだ。
雑音歪み率特性を上記に示す。 左右とも同じような特性で、20Hz から 20kHz までほぼそろっている。 残留雑音は、左 0.091mV（A-Weighted 0.0069mV）右 0.089mV（A-Weighted 0.0078mV）であった。
小さなシャーシに、むりやり組み込んだ割にはノイズの少ないヘッドホンアンプに仕上がったように思う。 肝心の音質だが、たかじんさん設計のいつもの慣れ親しんだ音としかいいようがない。 サウンドカード出力であることを考えると、バランス入出力の良さが現れているような気がする。 ただの自画自賛かも。
Analog Discovery で周波数特性を測ってみると、驚きの結果に。 500kHz 前後で、3dB近いピークが存在する。 ボリュームを最大にしていたので、あのときと同じかと思った。 入力のハイパスフィルタがないためだ。 あのときは、ボリュームを絞るとピークが消えた。 ボリュームを絞って計測すると下記の通り。 ピークは全く消えていない。 すなわち、修正すべき点があるということ。
VFA-01基板（フルバランスパワーアンプ） のときも、単体では問題がなくても、BTL にしたとたんに、様々な問題が噴出したのを思い出した。 すぐに考えたのは、上図の初段のドレイン間にある 1000pF-330Ωのコンデンサ容量をあげることだ。 この時定数だと、fc = 480kHz 程度なので、2200pF とすれば fc = 220 kHz 程度となる。とりあえず、この修正を加えて取った周波数特性が下図。
ボリューム最大では、まだ 1dB 程度のピークが存在する。 このピークは、ボリュームを常用域まで絞れば解消することがわかるが、美しくない。 さらなる対策がいることがわかるが、微分補正・・・すなわち、メインループの NFB に抱かせているコンデンサの増量で対処することとしよう。 さらに、安全のために入力のところに、ハイカットフィルタをいれておこう。 メインループの NFB は、22kΩ // 10pF で fc = 720kHz ほどなので、22pF まで増量して fc = 330kHz とすればいいだろう。 入力のハイカットフィルタの抵抗は基板上で入力 DCカットの電解コンのパターンを使うとスマートだろう。
最終周波数特性を上図に示す。 ボリューム最大位置で -3dB となる周波数は 450kHz 程度だが、ボリュームを常用の位置では 50～60kHz 程度まで下がるだろう。 位相回転も十分に少なく抑えられており、申し分ないと思われる。
to be continued…
ケースのアルミ厚が 1mm ということもあって、ケース加工は簡単だ。 少し頼りないが、大きさ優先だからしかたがない。
奥にトランスをおくので、スイッチは裏面とした。 基板２枚で 19cm なのに、ケース幅は 20cm と全く余裕がないので、100V の AC配線を前面に持ってくるとノイズ対策が大変になりそうなので、避けることにした。
同じ感覚で、入力は前面にした。 差し替えするときの便利さを優先したといってもよい。 スペースの観点から 6.3mm TRS フォン端子を用いることにした。 出力は XLR 4 ピンメス（ノイトリック）だ。空いているところに、パイロットランプ（LED）を配置した。
部品のレイアウトさえ決まってしまえば、作業は一本道。 バランス入出力とあって、アースの取り回しをあまり考えなくてよいのもありがたい。 土曜の午後から初めて、日曜の午前中には、動作を確認できた。 ところが、蓋が閉まらない。 下のはらわたを見てもわかるように、横幅ギリギリまで使っている。
よって、蓋の方を細工して、しめることにした。 幸いにしてカバーのほうなので、たいした強度はいらない。 ここまでしても、カバーをかけるときには、若干の工夫が必要で、ずらしながら、だましだましはめる必要がある。
to be continued…
電気工作部屋には、LP player Kenwood KP-9010、I2S 接続 SACD/CD Player Pioneer DV-610AV、DA Converter Gustard DAC-A22、MOTU M2、アナログ対応バランス型プリアンプ、バランス入力 6R-HH2 全段作動ミニワッター、Tangent Evo4 ＋ Fostex Submini2 （２台）のオーディオ機器がある。
小型のバランス対応ヘッドホンアンプをいずれ作ろうと思って、たかじんさんの Sound RABBIT の基板を確保しており、これを作ろうと思った。 ところが、手元にはバランス入力プリアンプ で使っていた HPA-12基板と専用Rコアトランス TRS-12 が 2 個ずつある上に、デスクトップパソコンには、サウンドカード Juli@Xte がささっている。 Juli@Xte は、バランス入出力／アンバランス入出力のどちらかを選んで使用できる。 ドライバも、Windows 11 への対応している。 Juli@Xte のもととなった Juli@ は一世を風靡したサウンドカードで、AVWatch でも紹介されていた。
こうなれば、廃物の有効利用で、デスクトップパソコンの上に置けるバランス入出力のヘッドホンアンプを作ろう。 HPA-12 は、初段に貴重な選別品の 2SK170 を使っている、終段は 2SC5191/2SA1930 のペアだ 。
トランスは、専用 TRS-12 を２台使おう。 たかじんさんのおすすめのツイン・モノ・コンストラクション・・・ ボリュームは、バランス入力のアンプを作るときに必要になるだろうと思って、秋葉原で見つけた ALPS RK-27 ４連（50kΩ）である。
問題は大きさだ。 デスクトップパソコンのケースは、20年近く使い続けている Antec SOLO Black で、幅は 20cm である。 この上に乗せられるケースで、２台の HPA-12 をどうやって収容するか。 HPA-12は、95mm x 110mm であり、２台並べると 20cm の 横幅のケースで、1cm しか余裕がないことを意味する。 できたら、上面が黒い方がよい。 そんなケースはあるだろうか。 いろいろ調べてみると、タカチ YM30-5-20 なら、ぎりぎりながら、なんとかなりそうだ。 後は現物合わせということで・・・
to be continued…
バランス改造した Philips SBC HP1000、Hifiman Edition XS & Ratoc RAL-DSDHA2 の購入は記事にしていた。 たかじんさんのHPA-1000ヘッドホンアンプ、 Class AA ヘッドホンアンプを作成したので、RAL-DSDHA2 はお役御免となったし、Hifiman Edition XS も手放して、たかじんさんと同じく Hifiman Aryaに変更したりしていた。
それだけではない。 記事にしていないが、AKG K-701（通称澪フォン）、AKG K-712、Beyerdynamic T5p 2nd、Sennheiser HD800S、Ultrasone Edition Eleven、Adam Audio SP-5 を手に入れ、状況に応じて使っている。 澪フォンは娘に取られて、手元にはない。
Adam Audio SP-5 は、Ultrasone の協力の下に作られたヘッドホンで、S-Logic plus が搭載されている。 Ultrasone S-logic は好みが分かれると思うが、スピーカーを聞いている感覚に近いので、私にとっては受け入れやすい。 Edition Eleven は開放型に対して、Adam Audio SP-5は密閉型である。 Adam Audio SP-5 の唯一の欠点は、バランス接続に対応していないことだ。 低音の定位感がいまひとつに聞こえる。 本家の Ultrasone からバランス接続に対応した Signature Master MkII がでたので、いずれ買おうと思っていた。 その Signature Master MkII だが、現在ではだいぶ安く中古で入手できるので、新品同様品を e-earphone で試聴したのだが、違和感たっぷり。 無味無臭で、たしかにモニター用にはよいのかもしれない。
よって思い切って、Adam Audio SP-5 をバランス改造することにした。 分解記事を探したのだが、なかったので防備録である。 イヤーパッドは引っ張れば取れる。 下記の穴の中にねじ止めされておいて、それを取れば簡単に内部にアクセスできる。 ねじは普通のプラスねじだ。
接続部は、2.5mm ジャックが固定されているが、ねじを外すと、取付穴が顔を出す。 ここに マル信無線 MJ-079 がちょうどよくはまる。 すこし穴が大きいので、ブチルゴムのテープに穴をあけてはめて密閉性をよくすることとした。
3.5mm ４極の TRRS ジャックをつなぐことになるが、大きく分けて、SONY 方式（先端から L+, R+, R-, L-）と FOSTEX 方式（先端から L+, R+, L-, R-）があるようだ。 下記は、誤って SONY方式で配線したときの図だ。 SONY のヘッドホンは、私の好みとは異なるようなので、FOSTEX 方式で統一しようと思う。
バランス改造して、音の定位感がよくなったのはもちろんだが、高域まで雰囲気感がよく出るようになったように思う。
現在、ヘッドホンアンプは自宅に１台、単身赴任先に１台ある。 電気工作部屋には、MOTU M2 があるが、バランス対応ではない。 バランス用がほしくなった。
最初に考えたのは、はんだ付け不良だ。 音を聴きながら絶縁物で部品をたたくと、はんだ付け不良がわかる。 どこも異常がない。 各部の電圧は正常だし・・・・。 万事休すか。
修正をあきらめて、風呂に入っているときに、左右で違うところとして、アースラインを思い出した。 MUSES72320 ボリューム基板は、入出力ともに左右別の GND端子がある。 これは、たかじんさんによれば、MUSES72323 自体が左右の GND を分けて、チャンネルセパレーションをよくする工夫をしているからとのことだ。 しかしながら、左右別のGND をそのまま入力端子につなぐと、音源で GND は一緒になるので、下図のように左右のRCAケーブルを通して、音源とHPA-1000 のSGNDで大きなループを形成してしまう。 これはノイズ対策上問題になる。
上記の問題を避けるために、下図のように、入力端子の GND をつなぎ、MUSES72323 基板の左チャンネルのシールド線を利用して、アース電位を供給していた。 こうすれば、上述のループは形成されない。
上図だと、アースラインのループは形成されないが、シールド線によるアース電位は、左チャンネルの信号により、影響を受けることになる。 もしかすると、信号が大きくなると歪み率があがるのはこのためかもしれないと、風呂の中で考えたのだ。 シールド線を通して入力端子の GND をつなぐのではなく、下図のように HPA-1000 の SGND から直接つなぐことにするのだ。 こうすれば、ループも形成されないし、チャンネル信号がアース電位に影響を及ぼすこともない。
結果は大成功で、全体的に歪み率が下がった。 たかじんさんのオリジナルより歪み率は今一つだが、NFB量が6dB 少ないことを考えれば妥当と思われる。 音質はぐっと変わった。 ダイナミックさが大幅に増した。 たった一本の配線の違いで、こんなに影響が及ぶことがあるという貴重な体験をした。
音が聴けるようになって、たかじんさんのコメント「高級ヘッドホンを駆動するならHPA-1000がおすすめです。 HPA-12からすると一つ上の階に上がったかのような景色が見られると思います。」が気になる。
確かに、HPA-12のA級ミニアンプ（27番のところ）で、ヘッドホンを駆動するより良いのだが、上流の音源次第であるように思えるし、一聴して上という感じがしない。 ブラインドで聴かされたら区別できない。 HPA-12のA級ミニアンプが思いのほか良いのだろうと思っていた。
周波数特性は左右ともほとんど同じで、-3dB 点はおおよそ 270kHzだ。 位相回転も少なく、素晴らしい特性といえる。
ところが歪み率特性を図り始めたら、とんでもないことがわかった。ヘッドホンを考え、33Ω負荷にて測定したところ、1kHz での歪み率は、0.1mW では左右とも 0.07% と同じだが、10mW では左ch 0.17%、右ch 0.02% と差が開き始め、30mW では左ch 1.0%、右ch 0.07% と桁が違ってくる のだ。 1000mW 程度の定格出力であることを考えると、30mW でこんな歪み率になるのは、あきらかに異常といえる。
どこがおかしいのだろうか。 解決できるのだろうか。
to be continued…
HPA-1000 の入力端子は、はんだ付けではなく、2.54mm ピッチのヘッダピンにしておいたので、そこをショートするとハム音が消える。 外部から適当な音楽を流し込むときれいな音が流れることから、問題はMUSES 72323 ボリューム基板である。
オシロで動作することを確認していたのに、なぜだ？ 壊してしまったかと、取り外してオシロで再確認すると、問題がない。 きちんとボリュームとして動作している。
ハムがでることから、アース関係だろうと思われることからアースの問題だと思われるが、電源を PRT-03 から取っている以上、アースはつながっているはず。 すぐに考え付いたのは、シグナル関係のアースがつながっていないのではと考え、HPA-1000 両基板の SGND間のアースをワニ口クリップでつないでみると、音は出るけどボリュームとしては機能していない。 たかじんさんのホームページでヘルプをもらおうかと思ったが、回路図片手に考えてみることにした。
回路図を検討すること１週間、わかったことは次の通り。
以上が正解で、音が出始めた。 「めでたし、めでたし」と思ったが、本当のトラブルシューティングは、実はこれから・・・
to be continued…
まずは電源部からということで、PRT-03 を作成した。 作成途上で、不具合情報があり、自分はパターンカットで対処。 作成前に不具合情報が手に入って対処できたのは大変ありがたい。
MUSES72323基板はアッテネータとして利用するため、オペアンプ部とそのパスコンの部分は実装しなかった。 0.65mm ピッチのMUSES72323 のはんだ付けは、今回は一回で成功。 過去の失敗が生きた。 発振器とオシロで動作確認して、作成完了。 組み立てが楽になるように、ボリューム部分は 2.54mm ピッチのヘッダピンをたて、QIコネクタで接続するようにした。 1.6mm ダイスでの圧着にもだいぶ慣れたせいか、今回は多用してしまった。
本体基板の作成は小さな表面実装部品がないから楽勝のはず・・・がそうはいかなかった。 いくつかの解決すべき問題がある。
結局、たかじんさんのデモ機と同じ配置で、2枚の HPA-1000 基板の間に最小限に切り落としたリレー基板をおき、MUSES 72320 基板は側面に配置することとした。
幸いにして、一発で、HPA-1000基板は DCバランスがとれて、バイアス調整もすんだ。 NFB 量が少ないので、安定度は低めだが、しっかりおいこめた。
喜んで、MUSES72323 基板とつないで、テスト用スピーカにつないで音を確認しようとしたら、音が出ないどころか、強烈なハム音がでてくる。 なぜだ？
to be continued…