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…
歪み率特性を測定してみた。 測定は ESI juli@xte と WaveGene ＆ WaveSpectra で行った。 ESI juli@xte は、アンバランスとバランス入出力を切り替えられるサウンドカードである。 よって、バランス入出力の本プリアンプの歪み率を測定可能である。 この組み合わせによる歪み率測定は0.005%程度が限界である。
測定結果は下記の通りで、最低歪み率は 0.01% を割っており、全ての周波数で歪み率は誤差の範囲内で揃っている。 左右差も誤差の範囲内である。 自画自賛であるが、実に優秀な結果といいたい。
（クリックで拡大）
（クリックで拡大）
使ってみて、リモコンで入力切り替えが出来て、音量調節が出来るのはとても使い勝手が良い。 加えて、仕様的にも我が家にぴったりである。 Ch-1 に Soulnote sd2.0b のDAC出力、Ch-2 にRaspberry Pi ＋ SB32+PRO DoP によるネットワークプレーヤー出力、Ch-3 には、Soulnote ph1.0 の LP プレーヤーのイコライザ出力がつながっている。
現時点では、出力に Soulnote ma 1.0 のバランス出力、あるいは Softone Model 7（出力管 KT-66）がつながっているが、いずれ自作のフルバランスパワーアンプをつなげたい。
上はネットワークプレーヤー
下が本プリアンプ
念のために、特性をチェックしてみたところ・・・
（クリックで拡大）
ボリュームが最大だと、500kHz 前後で 1 dB 程度のピークが出てくる。 面白いことに、電子ボリューム（VOL-12, VOL-01）を 1 dB でもしぼるとこのピークは消える。
よく考えれば、電子ボリューム 1 dB 分の抵抗で、HPA-12 の入力回路に挿入された 100 pF との間でハイカットフィルターが働いたとわかるのだが、「トランジスタ回路は苦手・デジタル回路はわからない 」の先入観で、混乱してしまった。
実際、0 dB で使用することはないので、このままでいいかと考えたり、このままでは気持ち悪いと考えたり・・・・。 結局、たかじんさんの掲示板で相談してしまった。 なんと恥ずかしい。
結論として、HPA-12 の前に 1.8 kΩの抵抗で、このピークは消えましたとさ。
（左Ch：クリックで拡大）
（右Ch：クリックで拡大）
さまざまな曲を１か月ぐらい聞いていたら、大規模な交響曲を聴いていると、トゥッティがうるさく聞こえることに気がついた。
また、たかじんさんの作成では、最低歪み率が 0.01 ％ を切っている。 本構成は２チャンネル合わせてバランス型にしているので、同じにはならないが、倍を大きく超えているのは、NFB量が足りないためかと思われる。
当初、HPA-12 のゲインを 5倍としたのは、私が作るアンプは低出力のものが多く、フルボリュームが 1V 未満のほうが使い勝手がいいだろうと考えたことや、学生の頃に作ったアンプでは、フラットアンプは 10倍 という固定観念があったためもある。 実際使ってみると、ゲインは有り余っているので、NFB量を増しても使い勝手に影響しない。
以上から、TIPS-12 の バイアスコンデンサを 10µFに増量することにした。Panasonic ECQE メタライズドポリエステルフィルムコンデンサを用意した。 また、NFB関係をたかじんさんのオリジナルに合わせることにした。
（クリックで拡大）
部品を入れ替えて試聴しようとしたら、なんと音が出ない。 壊れてしまった・・・
to be continued.
配線にあたっては、ぺるけさんの平衡プロジェクト をひととおり熟読した。 一番参考になったのは、シグナルラインとアースラインの取り回しだ。 HOTとCOLDの２本のシグナルラインをしっかり捻って配線すれば、シールド線は不要というのは目から鱗だった。 それでよい理由は、平衡回路の基礎４・・・平衡回路の実装 に詳しい。 ぜひ一読されたい。 アースラインについては、ぺるけさんの作例 がとても参考になった。 あらためて、ぺるけさんに心から感謝申し上げたい。
（クリックで拡大）
HPA-12 基板の TIPS集 の音質改善アイディアのほうは、
がある。 電圧増幅部のほうは、オーディオ用ハイグレード品電解コンデンサ MUSE KZシリーズ 1000µF 25V の追加とした。 バイアス回路のほうは、0.1µF～100µFとかなりの幅が指定されていたので、コメント欄でたかじんさんに伺った。
バイアス部のコンデンサは、音の雰囲気に影響がでます。 何も付けていないと、音数が多く聞こえるけど、音量を上げるとすこしうるさく感じる面もあります。 そこに、0.1～1uF程度のフィルムコンデンサを入れることで音が大人しくなってきます。 更に容量を増やして電解コンにすると、もっと大人しくなるのですが、何か音が物足りなくなってしまいます。 という訳で、好みで選択してください。とっかえひっかえしてみるのが良いと思います。
とご教示いただいたので、1µF のPILKOR 積層メタライズドフィルムをいれてみた。
さて、試聴してみると、プリアンプをいれたほうが、音数が増えた感じがして大満足。 しばらく、このままで聞いてみることにした。
特性的には、歪み率の最低が 0.03% 程度で、周波数特性は下記の通りですなお。 残留雑音は 0.05mV 程度であった。
フラットアンプ設計さえ終われば、作るのみ。 面倒かつ時間がかかったのは、2SK-170 の Idss 測定ぐらい。 ぺるけさんの冶具を以前に作成していたので、時間をかけて行うだけでいいのだが。 HPA-12自体は以前に作った経験もあり、NO TROUBLE で音が出た。 ミニアンプとしても動作するので、スピーカーをつないで動作確認。
ここまででは順調だったが、ケースでつまずいた。 プリアンプだから大した大きさにならないし、なんとでもなるだろうとタカをくくっていた。
トランスは３台で、φ60mm のトロイダルトランスと、おおよそ 70 mm × 80 mm の Rコアトランス TRS-12 を ２台である。 お気楽オーディオキット資料館を探すと、TIの超低ノイズ電源レギュレータの TPS7A47 と TPS7A33 を用いた正負電源基板 TYPE-I 電源は 80 mm × 120 mm とかさばる。 110 mm × 125 mm の HPA-12基板が２枚、さらに、ボリューム基板の VOL-12 & VOL-01、セレクタ基板の SEL-12 がある。
ボリュームとセレクタ基板はミニコン制御の都合であまり離せないといった制約があったり、表示用有機EL ディスプレイの位置も遠くに離すことはできない。 さらに有機EL ディスプレイをどのようにして前面パネルに取り付けるかも検討する必要がある。
ケースの大きさは大きいほど配置は楽だが、完成後の置き場所に悩むことになる。 ケースの高さは、XLR入力端子を横にずらっと並べれば小さくなるが、その場合は幅が著しく大きくなる。 まさにあちらをたてれば、こちらがたたず。 少々組み込むのが大変になるかもしれないが、幅 44cm、奥行き 33cm 程度で、高さは、 XLR端子を縦にふたつ並べられることを条件とした。 純Ａ級フルディスクリートヘッドホンアンプをベースにしたフラットアンプなので、発熱対策も考える必要があるけれど。 結局、タカチ WO99-43-33S を選択した。 ウッドケースである必要はないのだが、たまたまオークションで新古品をゲット出来た。
加工は大変。 ぺるけさんお薦めの 24mmユニカ製のメタコアトリプルを購入し、安物だけど、振動ドリルとドリルスタンドも手に入れた。 おかげで、XLR端子の穴開けは十数分で完璧。 前面の角穴は、角に丸穴を開けてジグゾーできりとったら、十分な精度で十分弱で開けられた。 電動工具様々であった。 有機ELディスプレイは、しっかり絶縁した上で屋外用両面テープで取り付け、ホットボンドで補強と手抜きをしたが、実用上は十分すぎる強度が得られた。
（有機ELパネルの取り付け）
たかじんさんの設計したフルディスクリート・ヘッドホンアンプ HPA-12基板を用いて、回路としてFET入力純Ａ級フルディスクリートヘッドホンアンプをベースにするとしても、各種の定数を決定する必要がある。 これまでに考えたのは、次の２点だ。
決めなければならないのは次の点だ。
MUSES72320 のデータシートの使用例からみると、初段バイアスは 470kΩ がよさそう。 初段の高域入力制限はトライ&エラーだろう。 終段のエミッタ抵抗は高いほうが安定度が増すので、たかじんさんの設計の倍ぐらい？ そのかわり電流は多めで。 ゲインは少し高めにしておくと使い勝手がいい？ ヘッドホンやスピーカーを駆動するアンプではないので、Zobel は不要では？ フラットアンプのあとのCRは、フィルムコンデンサの入手性を考えると 1~2.2μF程度か？
たかじんさんのホームページで相談してみたら、設計者のたかじんさんから、ご回答いただいた。 心から感謝。
クリックで拡大
後は作ってみてのお楽しみ。