完成した Class AA ミニワッターを、自宅で100時間程度エージングしてから、知人宅に持ち込んだ。 村治佳織のギターでテスト！ 禁断のClassAAヘッドホンアンプのように、目の前に広がる絶妙な空気感がでるかどうか？
何しろ、こちらの利点はやや出力が大きいことと、保護回路に小信号用のリレーではなく、MOS-FET を使っていることだが、Rコアトランスを利用できていないし、使いやすいようにゲインを少し上げており、ひずみ率特性はやや悪い。
最初の一音が出た瞬間に合格だとわかった。 この絶妙な空気感は、ClassAA回路とテクニクスのスピーカーで織りなす音なのだろう。 我が家のスピーカーでは出ない。 また知人宅の Mcintosh のアンプと組み合わせても出ない。
無事に合格できてよかった～～～ このアンプは知人宅にお嫁入りだ。 自作派にとっては、この上ない喜びといえる。 何しろたくさんの市販アンプをお持ちの知人宅で、他のアンプより、はっきり優れた組み合わせだからだ。 ２台の ClassAAアンプが共通した音色であることから、これは回路の音といえるのだろう。
左右差の理由として考えられ、高域特性に大きく影響するものといえば、NFBの補正コンデンサである。 思い切って、補正コンデンサをはずして、周波数特性を再度図ってみると、フラットになっているではないか。 基板だけで測定しても、最終的に測定してみないとだめということ。
歪み率特性は、左右とも類似した特性になった。 100Hz が一番よく、周波数が上がるにつれて、悪化している。 禁断の ClassAAヘッドホンアンプと比較すると、NFB量の低下と負荷抵抗が下がったことが影響しているのだろう。 そうはいっても、一番良いところでは、0.01% を切っており、とても立派な特性といえよう。
ここまで作り上げて、自分でヒアリングしてみる限りでは、それなりによいアンプに仕上がっていると思われた。 なにしろ、Dynaudio Contour 3.3 相手なら、軽々とドライブして、リファレンスの音源をきれいに鳴らしこめるのだから。
to be continued…
２代目ということもあって、簡単ねぇと思いながら、手持ちのシャーシに穴あけして組み込んだ。 ボリュームは、手持ちのアルプスRK-27 ２連 10kΩを用いた。
入出力特性を調べてみると、たった1.5W しか出ない。 おかしいと思って電源電圧を図りながら入出力特性を測定すると、電源のレギュレーションが悪く、最大出力時には、8V程度まで電圧が下がってしまうことが判明した。 よって、トランスを 115V/12V２回路、50VA のものに変更した。 このことによって、おおむね 4W 程度の出力が確保できた。 無信号時の電圧はおよそ ±15V で定格内に抑えられている。
音は出るが、ノイズ感がある。 おかしい。 幸い、入力はQIコネクタを用いているので、QIコネクタに直接入力すると問題ない。 ひずみ率測定をすると、1kHz, 10kHz に比べて、100Hz が一桁以上悪い。 今回は、過去のアースラインの失敗（HPA-1000、禁断のClassAA ヘッドホンアンプ）は対策済みだ。 どうしてなのかわからない。
RK-27を用いたボリューム回路に何らかの問題があるに違いない。 このときに考えたのは、アンプ部の入力インピータンスである。 簿ボリュームが 10kΩで、アンプ部の入力インピータンスが 10kΩではだめなのではないか。 たまたま、たかじんさんのホームページのコメントに、「東京光音電波の説明だと、全抵抗値の10倍以上の値で信号を受けてくださいと書いています。50kのボリュームなら500kΩ以上の入力抵抗のアンプで受ける必要がある。」とあった。 東京光音電波のホームページには、20倍以上がよいとあり、その理由は、アッテネータ特性（減衰量）が狂うからという説明であった。 音質的な影響等はどうなのかをたかじんさんに尋ねたところ、次のコメントがあった。
それ以外にも摺動子に流す電流を抑えた方が音質的に優れていると感じます。 アルプスRK27を使った個人的な感想としては受け側インピーダンスが10kΩ程度では高域がうるさく、音場が狭いというか音の見通しが悪くなります。 100kあたりまで上げるとそれらの不満はかなり解消されます。 そんなこともあって、HPA-1000では330kΩ受けにしています。
なるほど～！ 作例をみれば、解答が推測できるというのを忘れていた。 よって、このアンプも 受け側入力インピータンスを330kΩに変更した。 この変更で、100Hz の歪み率が、1kHz、10kHz より大幅に悪いという現象は消失した。
安心して、歪み率測定を始めたところ、今度は、10kHz のひずみ率が、左チャンネルで、右チャンネルに比べて、一桁高いという現象が発生した。 なぜだ～。
to be continued….
禁断の ClassAA ヘッドホンアンプは難産だったが、今回はそれをよりよくコピーしようというものなので、アンプ基板の作成は短時間ですんだ。 設計上の変更点は、NFBの定数のみである。 ただし、電源供給はPRT-02の端子をうまく利用できるように大電流部分は左右別とし、前段のV-AMP については、別途電源部から取り出した。 そのうえで、S-GND も左右別にした。
難航したのは、PRT-02のほう。 調整できない。 今回はたかじんさんに聞く前によく考えてみたところ、電源電圧が±10V 程度と低いため、チェナーダイオードを手持ちの 4V 程度のものに変更したところ、無事に動作するようになった。
アンプ基板ができたところで、NFBの並列コンデンサの容量を決定するために、周波数特性を測定した。 左チャンネルでは、1.5pF が適正と考えた。 また、右チャンネルでは、上図の左チャンネルのCなしに見られる 200kHz のふくらみがなかったため、 補正なしとすることにした。
to be continued…
難産の末に生まれた禁断の ClassAA ヘッドホンアンプは、知人宅の Technics SB-MX100D を驚くほどの空気感で鳴らした。 知人はMcintosh のセパレート、Soulnote sa1.0、EL34全段差動アンプなど各種のアンプを持っておられるが、彼が驚くほどの出来であった。 曰く、手持ちのアンプでは出ない音とのこと。 面白いことに、その空気感は、我が家の Dynaudio や Linaeum、Tangent のスピーカーでは出せない。 村治佳織のギターが目の前に浮かび上がるのだ。
自作派としては、同様のアンプを作って驚かせたいところだ。 禁断の ClassAA ヘッドホンアンプは、あくまでヘッドホンアンプであって、スピーカーを鳴らすものではない。 例えば、スピーカーの保護は小信号用の OMRON G6A リレーであり、スピーカー保護には向かない。 たかじんさんの基板を利用するなら、PRT-01/02 を使う必要がある。 ここでは、PRT-02を採用したい。
また、ミニワッターとしたいので、電源電圧を少しは上げておきたかったり、出来上がりゲインを多めにしたいなど、修正箇所は多数あるはず。 また、たかじんさんの基板は、大電流を流すGND と信号系の GND を分けているので、それを理解して配線することも必要になるだろう。 当初の設計は下記の通り。
電源トランスは、禁断の ClassAA ヘッドホンアンプと同じにしたいが、このアンプはヤフオクでジャンクとして購入したRコアトランスであり、同じものは手に入らない。 とりあえず、手持ちの RS のトロイダルトランス 9V x 2 50VA を用いることにした。
to be continued…
ケースはタカチ HY-70-33-22SS だ。 サイドの放熱器は全く不必要なので、OS-70-20-33SS のサイド面をパネル面として使うのが正しい選択なのだろうが、HY型のほうが圧倒的に安いので、こちらを利用している。 おそらく、OS型はパーツ数が多いために値段が高くなるのだろう。 配置は左からトランス、PRT-03、アンプ基板と、HPA-1000ヘッドホンアンプと同じ配置で、アンプ基板も右側が入力、左側が出力側となっている。
PRT-03 の出力抵抗には、酸化金属皮膜3W 10Ω / 47Ωをいれてあるが、使う意味はなさそうに感じている。
NFBの補正コンデンサは抵抗に直付け。 調整の都合上こうするのが楽で横着した。 導電性テープを用いてベタアースを作っている。 MUSES01 を V-AMPに採用する予定で作り始めたため、ひとつのオペアンプを両チャンネルで共有するつくりになっている。 入力コンデンサは PMLCAP なので、裏面にはんだ付けしてある。
写真で見ても、禁断の ClassAAヘッドホンアンプの前面の光の照り返しが違うのがわかるだろう。 実は、XLR4 のためのメタコアによる穴開け作業で、手が滑り、XLR4穴周囲に大きな傷を作ってしまった。 ホルツ 補修用パテ アルミホール用アルミパテで穴埋めして削ったところ、色が全然違いかえって目立つことが判明。 さらに、削ったことにより、パネルのアルマイト加工がはがれる部分がでてきて、パネルが全体的におかしなことに。
仕方がないので、電動サンダーでアルマイト加工ではがし、紙やすりできれいにしてから、アサヒペン カラーアルミスプレー （シルバーメタリック）で薄塗×４回塗装したところ、まずまずの結果を得て完成と思ったが、室内に持ち込むと塗装ムラが目立ち、#600, #1200 #1500 の紙やすりで水研ぎしても、きれいにならず、むしろ塗装前のほうがきれいだったため、ラッカーで塗装をすべて落とした。 塗装を落とした際にパテも全て溶けて流れた。
傷が著しく目立つため、最後の手段で、手作業で #240の紙やすりでヘアライン加工を施し、#600の紙やすりで調整した。 そして、XLRジャックを付けたのちに、傷隠しのために金属の円盤を付けて完成というわけ。 ちなみに金属の円盤は、ハードディスク分解で手に入れた軸受けだ。
さすがに、同じトラブルをやらかせば、すぐに気が付く。 100Hz の歪み率だけ悪いのはアースの問題だと。 ClassAA基板のみで歪み率を測定すると、100Hz でも 1kHz とほぼ同じ歪み率なので、問題は電子ボリュームあたりのアース処理に問題があると。 HPA-1000 でも同じ問題で悩んだ経緯があり、たかじんさんから下記のコメントをいただいた。
GNDの接続、とくにループになってしまうことによる影響は大きいですよね。 ハムノイズとして現れることが多いのですが、ひずみ率として捉えるのは面白いと思いました。 HPA-1000 は2枚の基板をあまり離さずにGNDラインを1本で繋げるという手法をとってもらうのが理想です。 でもそこに電子ボリュームが入ると、電子ボリュームの電源のGNDが必要になり、GNDループが発生します。 この辺の処理はいくつかあるのですが、トランスからの漏れ磁束を拾ってしまう事もあったりして、ハムノイズという現象だけを追っていると一筋縄ではいかないんですよね。 GNDだけでなく、信号ラインからも漏れ磁束を拾ってしまうから。
PGA2311 電子ボリュームの信号系のアースを、ClassAAアンプ基板の入力端子から供給するのではなく、電源であるPRT-03 の S-GND から供給することにした。ひずみ率特性のみならず、音質向上が得られたのは言うまでもなく。
雑音歪み率は、100 Hz から 10kHz まで、左右差なくよくそろっていることに加えて、最小で 0.003% と HPA-1000 より優れている。 特性が優れているからと言って、音質が優れている証拠にはならないが。
禁断のClassAA ヘッドホンアンプは、3.5W程度は出るので、知人宅で、Technics SB-MX100D を鳴らさせてもらう機会を得た。 ClassAAアンプは Technics のお家芸だからだ。 絶妙の空気感に驚いた。 村治佳織のギターが目の前に浮かび上がるように聞こえる。 何よりも素晴らしいのは、奏法の違いがよくわかることだ。 1980年代に聞いた Technics の高級機を彷彿させる、ちょっと離れたところからきれいに響かせる感じといったらいいだろうか。 ジャズトリオなどでは、楽器の位置関係がよくわかって、響き合う様子もよくわかる。 この感じは、手持ちの Linaeum や Dynaudio では得られないものだ。
閑話休題。 私が作成した HPA-1000 は、初段トランジスタに 2SC2240 を使っているためか、清楚で女性ボーカルの良さが引き立つ感じがとてもいい。 隅々まで音の余韻が聴こえて大人な響き。 穏やかなで落ち着いた雰囲気。 これに対して、この禁断のClassAA ヘッドホンアンプは、HPA-1000 に比べると、もう少しクールにまとめてくる。 Modern Jazz Quartet のおしゃれさがよく目立つ。 交響曲を聞くと、HPA-1000 は、ホールトーンもよく聴こえる中央よりやや後ろの席。 この禁断のClassAA ヘッドホンアンプは、よく全体を見渡せる２階席の最前列といった感じ。
いずれにせよ、難産だった禁断のClassAA ヘッドホンアンプが完成して、とてもうれしい。
とりあえず、周波数特性を測定してみることにした。 NFの補正コンデンサなしで調べてみる。
高域のカットオフは、入力のハイカットフィルタによると考えられるが、位相特性はかなり悪いので、NFの補正コンデンサの調整が必要だ。 6.8pF で位相特性はかなりの改善が認められ、10pF ではさらなる改善が認められる。 15pF に増やしても誤差程度の改善しかないが、22pF まで増やすと位相特性は理想的になるが、10kHz から影響が出てしまう。 よって、10pF に決定することとした。
残留ノイズは、LED電球のON/OFFでも数字が変わるので、本当のところはよくわからないが、マルチメータのショートから、7μV程度の変動がみられるのみだ。 十分にノイズが少ないといえる。 Rコアトランスを利用したのが、好結果を生んだといえるだろう。
安心してひずみ率（THD＋N）測定を始めたところ、1kHz では、最低が0.005% と、WaveGene/WaveSpectra 測定の限界に近い数字で満足したが、100Hz では、安定して0.2～0.3 % と高い数字を示していた。 またやってしまったようだ。
to be continued…
電流増幅に、パワーオペアンプの LM1875 を用いて失敗してから、半年余り、禁断のClassAA ヘッドホンアンプの進展はなかった。 よって、HPA-1000 を先に作ることになった。 そんな折に、定期的にj巡回しているお気楽オーディオさんで、TDA2030 のほうが LM1875より安定しているという記事があり、TDA2030 を試してみることにした。
TDA-2030は、ピン配置はLM1875と同じパワーオペアンプで、出力電流（Iout）はデータシートによれば 3.5A と、LM1875 の 4A よりやや少なめ。 少ないとはいえ、一般的なオペアンプとは桁が違う。
MUSES8920 ＋ TDA2030 で、片チャンネルは安定して動作し、0,5A のヒューズで出力を短絡しても、問題ない。 喜んで、両チャンネルを作成してみると、発振してしまった。 NFループのコンデンサを調整してみたが、発振は変わらない。
ふと思いついて、V-AMP のオペアンプを変更してみると、LME49720 では安定して動作することがわかった。 バラックで 1kHz の歪み率をとってみると、0.03%程度なので、問題なさそう。 他のオペアンプを使ってみると、MUSES01, MUSES02, OPA2604はきれいに発振、OPA627 は大丈夫そう、OP827 も発振しそう。OPA2134も大丈夫そうであった。 とりあえず、LME49720 で進めてみることにした。
電源およびヘッドホン保護は、たかじんさんの PRT-03 を使うので、理想的だ。 電源トランスは、ヤフオクで保護したRコアトランスだ。 無負荷で 14V（CTあり）で、外形が90mm × 100mm あることから、50VA程度の容量と思われる。 想像するに、12.6V（CT付き）4A 程度だろう。 ヘッドホンアンプには、十分すぎる電流容量といえる。
構想編で述べたように、たかじんさんの PGA2311 電子ボリュームを使う。 この基板は低インピータンス出力なので、電子ボリューム基板とアンプ基板の距離を無視できる。 上記の回路図にあるように、たかじんさんの作例と同じく、入力におおむね 200kHz のハイカットフィルターをいれておくこととする。
to be continued…
簡単に動作するだろうという予想に反して、作ってみると、SP OUT端子が電源電圧に張り付いてしまうというトラブルに見舞われた。まるでコンパレータのようだ。 発振を疑い、NFBコンデンサを調整してもダメ。 ネット上の作例との違いは、電圧増幅アンプとしてのオペアンプとが、三端子レギュレータで電源電圧が安定化されていることなので、この点も試みたものの、改善は認められなかった。
万策尽きて、ほかのパワーオペアンプを試みてみることにした。 秋月電子で安価に手に入る LM1875 である。 LM685T と同じく20Wのアンプを作成できる。 出力電流（Iout）もデータシート上4A と同じだ。 こちらにしてみたら、SP OUT端子は、ほぼ0V となったが、何らかの入力を入れた瞬間に、コンパレータ状態に元戻り。
手段がなくなってしまい、まだ安定していたフラットアンプに近づける試みとして、ホイートストンブリッジの抵抗値を高くしてみた。
この状態では、発振は認められたものの、NFBコンデンサ量を調整したら、発振は認められなくなった。
これでいいと思いながら、いつもの試験用ジャンクスピーカーで音出しをしてみた。 ClassAAフラットアンプと異なり、ボリュームをあげても音割れすることなく、いい感じで聴ける。
喜んで聞いていたら、スピーカー端子のプラス端子とマイナス端子が接触したとたんに、LM1875と虎の子の MUSES01 から煙があがった。
音は出ているのだから、過電流保護をつければよいかと思い、電圧増幅オペアンプには 0.05A、電流増幅のLM1875 には、0.5A のポリスイッチをいれて、スピーカーショートでもオペアンプが壊れてしまわないようにはしたものの、ここで歪み率を測定すると、出力にかかわりなく0.3% 程度で、極めて不安定であることが、測定からも立証されてしまった。
たかじんさんがおっしゃるように、禁断のClassAA アンプは、危険な構成で、フラットアンプならともかくそれ以上はアマチュアには無理？
to be continued…