ヘッドホン・アンプの回路図紹介 ～回路改良したいのですが、、～

私が使用しているヘッドホン・アンプの回路を紹介します。

今まで何度か改造履歴を投稿してきましたが、回路図については未だ載せていませんでした。

手書きでは持っていたのですが、電子化していませんでした。

下の図が回路図です。既製品のものを回路図展開しました。

回路構成としては、オペアンプ(OP AMP)2段(1段目はバッファー)で受け、出力段は定電流(？)+プッシュプルで、出力からNFBが掛かっています。

過去の改造履歴を見て頂くとわかるのですが、

OP AMPはNJM製MUSES8920、抵抗類はALPHA製FLCXとVishay製VSRのプレート抵抗を使用しています。

また、定電流回路のLEDはシリコンダイオードの3直にしています。

 

このヘッドホン・アンプは充分にパワーがあり、音質にもそこそこ満足しているのですが、

プッシュプルの定電流回路がダイオードとFETの単純回路になっているところが気になります。それにオペアンプの出力に常に0.9V程度のDC電圧が掛かっているのもどうかと思っています。

そこで、ここにダイヤモンド回路にでも変更しようと思っているのですが、私はダイヤモンド回路の経験が無いので、どなたか詳しい方に、今の回路からの変更メリット、デメリット、注意点等のご意見を頂ければ幸いです。

ヘッドフォンアンプのバイアス電圧用LEDをシリコンダイオードに変更。

ヘッドホンアンプの出力段プッシュプルTrのバイアス電圧(ベース電圧)は、オリジナルではLEDで作られていた。

多分、これは適当な電圧をLED1本で簡単に作り出せるためと、発光して動作がわかるため、そしてカッコ良く？見せるためと思う。

音質的にはどうかわからないが、私には発光は要らないので、これを取ってしまい、代わりに同等な電圧をシリコン・ダイオードで作るように改造することにした。

改造前の状態。

以前にも掲載したと思いますが、抵抗群をすでにビシェイ製とアルファ製に交換しています。 彩りが見事。

ダイオードは、東芝「1S1588」を使いたい所ですが、既に製造終了なので、代替として「1SS133」を使用した。@210円/10本。

電圧設定ですが、元々のLEDを使っていた状態でのLED両端の電圧を測ると、「1.7V」だったので1SS133を3本直列に接続した。

これで、元々のプッシュプル間のTrのベース電圧の電位差は「1.84V」に対し改造後は「1.95V」。

プッシュプルTrのバイアス電流は、22mAから28mAとなった。通電後、PPのTr発熱を確認したところ、この程度の温度上昇は問題なさそう。

交換後の様子。

そして、音質の変化は、、、、、あまり変化の無い様な気がする。

まあ、この部分は音質に影響ないのかな。

ダイアモンド回路にでもすれば変化があるかも知れないが、改造が結構面倒そう。残念ながら今はそんな気力が無い。

それよりも、ビシェイとアルファの抵抗のエージングが進んで、益々良くなってきた。 

高級抵抗を追加投入(Vishay VSRとAlpha FLCX) ～良いものは良い～

Vishay VSRを追加で4本(前回交換済みと合わせ合計6本)、Alpha　FLCXを28本の抵抗をヘッドホン・アンプに投入した。

これで抵抗だけで約16,000円の投資をしたことになる。これだけでそこそこのヘッドホン・アンプが買えてしまう。

なにもそこまで投資する価値があるのか？、馬鹿じゃない？のと思われますが、出てきた音は今までと次元が違いすぎました。

音の情報量が違うのは当然ですが、音楽の表現力が違います。今まであまり注意して聴いていなかった音が聴こえてきて、この音は何だろう？と音楽を聴き入ってしまいます。音が迫ってくるような感じです。音が太くて、一音一音がしっかりと脳に訴えてきます。今までの音は何だったのだろうと思わせます。

 

因みに、今のシステム構成は、ES9018 DAC~真空管プリ~ヘッドホン・アンプ~ヘッドホン(Shure SRH1540)。

Foobar2000を使い、foo_dsd_asioでWAV(44.1KHz/16bit)をDSD128にリアルタイム変換しています。

ES9018 DACは、あれから更にファインメットシートを追加しています。Foobar2000を使い、foo_dsd_asioでWAV(44.1KHz/16bit)をDSD128にリアルタイム変換しています。

 

前回までの経緯をおさらい。

まず出力抵抗1Ωx2本をVhishay VSRに交換したところ、圧倒的に音質改善した。この抵抗はやはり凄いという事を実感。

でも値段が値段だけに、お財布的には全ての抵抗をこれに換える訳にはいかない。

そこで、他の部分はニッコームのRP-24Cを使って見ることに(@32)。

まず、出力プッシュプル部分に使ってみたが、交換当初はなんじゃコリャ？篭っていて、全く音が前に出てこない。50時間くらいエージングして改善されたものの、100時間経過しても付帯音が多いのか篭っていてスッキリしない音。コリャ駄目だ。28本買っていたRP-24Cは使用を止めてそのままお蔵入り。

そこで音の良い抵抗をもう少し調べて見つけたのが、今回投入したAlpha FLCX。　MCYも良いそうだが入手難。

ご存知な方もおられると思いますが、一応、今回使用した抵抗を紹介しておきます。いずれも金属プレート抵抗です。

①Vishay　VSR(無誘導金属箔抵抗)

　これはもう、音が良いことで有名な抵抗ですね。この上のクラスでZ201と言うものがありますが、@3千円オーバーです。

　VSRは若松通商や海神無線で入手可能です。@1千円程度。

②Alpha(アルファ)　FLCX

　Made in Japan。日本が世界に誇る高信頼性精密抵抗です。Vishay Groupの1つのブランドだそうです。純国産品で秋田の工場で作られています。

　ここの金属箔抵抗器は自動検査装置（ATE）、精密計測器、電子秤、航空宇宙、研究所、校正機器、工業計器、半導体製造装置、医療機器、高級オーディオといった精度と信頼性を要求される様々な製品の基幹部品として採用されているそうです。

航空宇宙にも使用！。この抵抗を使えば、私も宇宙に持って行ける？(笑)

@518円です。若松通商で入手可能です。これでも抵抗としては結構な値段です。ICよりも高価？。

ただ、Alpha FLCXの実装に苦労した。まず今までアキシャルの抵抗が実装されていたのでピッチが合わない。そこで足をかに足の様にフォーミングしないといけないのだが、足が平リードでしかも曲げ方向は曲げ難い方に曲げないといけない。さらに元々のリードが短いためフォーミングした後、基板に挿入してみると、足の先が少しだけ顔を出し、ギリギリ半田付けが出来るくらいだ。もう少しでも短いと実装できない。

交換後の様子。ずいぶんとカラフルになった。

交換の結果、得られた音は投資しただけの価値はありました。

交換の直後から生々しい音を聴かせてくれ、約20時間のエージング後、さらに良くなりました。

久々に、改造の結果に感動しました。

ただ、全部の抵抗まで交換しなくても、要所の抵抗交換だけでも音質は確実に良くなるでしょう。

それと、VishayでなくてもAlphaで充分かも知れません。値段も半額ですし。

今回の交換で、同じ金属箔抵抗でもニッコームとは随分と音の素質が違い、やっぱり値段だけの特性を備え、高音質が得られるという事を思い知った。

また、エージングしないと良くならない部品は、ビンテージ品を除き、そもそもの素性自体が良くないかも？。

抵抗は音の情報量に大きく影響します。今まで聴こえなかった小さな音、表現が聴こえる様になります。遠くで鳴っている音や小さな音、今の音は何の音だろう思わず耳を澄まして聴きこんでしまします。こんなに沢山の音でひとつの音楽表現をしていたんだと気づき、今までとはまた違った感覚で音楽が楽しむことができます。

次の改造は、上の写真で見える赤LED。　これは終段プッシュプルのバイアス電圧を決めるために使ってあり、これを普通のシリコンダイオードに交換する予定。部品はすでに購入済み。 

 

抵抗のエージング時間 ～ヘッドホンアンプの抵抗をニッコームRP-24Cに交換～

先週末に、ヘッドホンアンプの出力抵抗をニッコームのRP-24Cに交換したのだが、交換した直後は、「なんだ、この音？」という感じで、全体にモコモコの篭った音で、低域ボコボコと鳴ってるだけ、高域わずかに出てる、中域まったく出てない、クリアーさの欠片もない、聴くに堪えれない音だった。

元のRN55D。

プッシュプルバッファの電流制御抵抗とFBの抵抗(10Ω)をニッコームのプレート抵抗RP-24Cに交換。

抵抗にもエージングが必要な事は、今までの経験よりわかっていたが、5時間くらい経っても変化なし。

直ぐに、取り外して元のDale RN55Dに戻したい気分だった。

でも待てよ、この抵抗はもっとエージングが必要かも、更なるエージングで変わるかも知れないと、かすかな期待を持ち、暫く様子を見る事に。

Dale RN55Dの場合でも、初めは必ず篭った音だが、2時間もエージングすれば、クリアーな力強い音になる。ただ、前回のVishay VSRは使用直後から良い音だった。

RP-24Cに交換してから1週間、約20時間くらい経過したところで、やっと聴ける音になってきた。中域のボーカルもやっと出るようになり、低音のモコモコも減った。それでも、まだ本来では無い様な気がするが、音はねちっこくて、今までにない、味のある音と思う。

しかし、抵抗のエージング時間って、何で決まってくるのだろうと疑問を持った。決定的な要素は何でしょう？

抵抗体が馴染んでくるのだろうか？抵抗値は変わらない筈だが。

それとも、外装に塗ってある樹脂被覆との馴染みなのか？それならば、被覆を取ってしまえば？とか疑問が湧く。

VSRはプラスチック樹脂のケースなので、あまり影響がないのか？

塗装してあるものは、密着しているので不利か？スケルトンが音が良いのは、その関係？

今度、時間があれば、外装塗料を剥がして実験してみたい。

いずれにしても、今回のニッコームのRP-24Cのエージング時間は長すぎる。オイルコン並みだな。

Web上で見ても、この抵抗はエージング時間が長いという書き込みがある。使う人は要注意です。少なくとも20時間のエージングは必要ですので、焦らず見守る必要があります。

ヘッドフォンアンプの出力抵抗を再換装(禁断のVishay VSRへ)。素晴しい音！

DaleのRN55Dでも良いのだが、暫く聴きこんでいくと、どうもすっきりしない。

そこで、昨日、都内に出かける機会があったので、秋葉の海神無線に寄って、抵抗1Ωx2本を2種類購入した。

ひとつはDaleのNS-2B(RS-2Bの無誘導タイプ)、もうひとつはVichay VSR(高級と言われる抵抗@1,000円)。

店員さんに、他にも1Ωで音の良さそうな抵抗は無いですか？と聞いて見たが、VSRより良いものは無いと言われた。そうだろうなと思う。聞くほど野暮だったかな。

実は、さらに上のクラスで同じくVishayのVAR、Z201というのがあるが、1Ωは無し。

 

何回も交換するのは大変なので、いきなりVSRを使って見ることにした。

これを使ったら、他の抵抗を使いたくなくなり、全交換に嵌まる禁断の抵抗だそうだ。。。。値段が高いだけに大変な事になる。　なにせ抵抗が1本1,000円ですよ。NS-2Bの倍以上ですね。

これがVSR。(オモテとウラ)　許容差は0.5%

そのまま基板に付けるにはピッチが合わないので、軽くフォーミングした。

そして、いざ実装。交換後の様子。

こ、これは、、！　音が出た瞬間に、違いがわかった。これは素晴しい！。

今までも色々と抵抗交換は行ってきたが、VSRを使うのは今回が初めてだが、抵抗1本の交換でこれだけの音質改善を経験できたのも初めてである。

音質改善効果は絶大である。目の前の靄が晴れた感じで、なんともクリアーで、素直な音である。どこから音が出ているのだろうという感覚もしたりする。奥行き感、スケール感が今までとは違う。値段が高いのでフラシボーも多少はあるかも知れないが、今までとは次元が違う。

音がクリアーになったからか、ボリュームが同じ位置でも音が大きく感じる。バックの小さい音もハッキリと聴き取れる。

今回は信号ラインに直接、そして出力最終段に入っている抵抗なので、その影響も大きいかもしれないが、それにしても、流石Vishay VSRって感じである。

いったいどの様に抵抗を作っているのだろう？どこで差が出ているのだろう？材料(無誘導金属箔)？作り方？エンジニアとしては興味が湧いてくる。

 

ほかの抵抗もVSRに換えたくなって来たぞ。どんどん嵌まっていきそうだ。

今日は、ついでに、このヘッドフォンアンプの回路図展開もしたが、この回路は入力段はOpAmpを使い(今はMUSES8920を使用)、出力段はSEPPだった。

抵抗交換をしたら、効果がありそうな箇所はいくらでもありそう。久々に嵌まってしまいそうで怖い。

 

そして、NS-2Bの出番はいつ来るのだろう、、、、？

ヘッドフォンアンプの出力抵抗をDale製へ換装

Zero DACのヘッドフォンアンプ部の出力についている抵抗1Ω(おそらく保護用)をDale製へ交換してみた。

このヘッドフォンアンプ部分は、これ以外の部分は全てDale製RN55Dに変更済みである。この1Ω 2個だけが未交換になっていた。

そこで今回、この1Ωx2種類を購入することが出来たので、夫々試してみた。

①Dale製RS-2B(良く知られた抵抗)　3W

足(リード)がスルーホールを通らなかったので裏面に取り付けた。このシリーズは10Ωより下の値は特注らしく@200円。

出てきた音はと言うと、今まで聴いていた音とは雰囲気が違う。音楽の感覚が違う。

確かに明るい分離の良い音だが何かが違う。音がバラバラ。

少しエージングしてみようかなと、8時間くらい鳴らしっぱなしにして外出。

帰宅後の夜、聴いてみると、さらに何か変な感じに。

よく聴いて考えてみると、確かに音の分離は良いのだが、これは中域が持ち上がっている感じがする、そしてこの中域が歪っぽい。　そして高域の帯域は狭くだら下がり？低域はボンボンと弾く様に出ている。

音楽を聴くには、ちょっと繊細さと纏まりがない。

それで、翌朝、次の抵抗へ交換することに。(気が早い？)

②Dale製RN55D(これも良く知られてた抵抗)

他の部分と同じRN55Dへ交換。これなら綺麗に実装できる。ただ、これも10Ωより下の値は特注らしく@150円。

やっぱり、これですね。今まで聴きなれた音に情報量が少し増えた感じです。RS-2Bの様な変な癖もありません。

私は、やっぱりこの音が好きです。落ち着きます。音楽としての纏まりもあります。

CDプレーヤー、DAC等で多用してきました。　抵抗で迷ったときは、このRNシリーズですね。

エージングもさほど必要なさそうです。

DAC ヘッドホンアンプ部の平滑電解コンにWIMAを並列接続

Zero DACのヘッドフォン・アンプ部の平滑電解コンデンサ(ニチコンES 100uF/25V)に並列にいつものWIMA0.1uF/63Vをこんな感じで入れてみた。

追加後は、音が鮮明になり、音空間の広がりが増した、加えてスピード感も増して音の切れも良くなった。

電解コンにフイルムコンを並列に入れるだけで結構変わるものだ。

ヘッドフォン・アンプのFETを換装

久々の改造！

ヘッドホンShure SRH1540の性能をもっと生かすことが出来るのではないかと、今日は、Zero DAC のヘッドホン・アンプを改造した。

改造内容：

　　①メイン基板からヘッドホンアンプ基板への配線ケーブルの変更。コネクタも排除。

　　②Drive用のFETを2SK170から2SK43に換装。

　　③ついでに、基板パターン改造したジャンパー線を変更。

以下に詳細：

①配線ケーブルは元々のもの(コネクタも使用)から、ベルデンの1芯シールド線に交換して、コネクタも排除して基板に直付け。

②FETをオリジナルの2SK170から音質的に評価の高い2SK43に換装。2SK170も好評価だけど。

2SK43

　

製造場所違い？などで何種類かあるが、これがどれに相当するかわからない。でもTR2個で840円とは少しお高い。

2SK170と2SK43

交換後、

2SK170と2SK43はソースとゲートの並びが逆なので、交差させる必要があり、チューブを入れた。

一応、完成した状態。全体。グレーの配線が交換した信号線。なお、右に見える赤白黒の三つ編みは電源ライン。←ここも換えておいた。

交換後に、電圧も確認。

オペアンプに供給される電源電圧は+15.16V、-15.16Vで問題なさそう。ここのバランスが悪いと、オフセットが出て、音を大きくしたときの歪み率が悪くなる。

交換後の音質は、全体的に力強く、音に厚みが出たのと、空気感も良くなった。音の切れも良い。

今回の改造で、このTRによっても音が変化することを発見。

他のFETも試したくなった。

Webで調べると、2SK170、117、147、241などが試す価値ありそう。

ヘッドフォン・アンプの平滑フィルムコンの変更

DAC Zero内蔵のヘッドフォンアンプの電解コンデンサとパラに入っているフィルムコンをお決まりのWIMA MKS2に乗せ換えた。

0.1uF/63V　WIMA　MKS2

左写真が変更前(黄色フィルムコン)　　　　　　　　　　右写真が変更後(赤色フィルムコン)

　

※今回から写真を小さめにしてみた。

ついでにおおもとの電源のフィルムコンも乗せ換え。緑電解コン(ニチコンES)の両サイド。

他の黄色いフィルムコンはDAC電源用。

このDACは最近使っていない。もっぱらDAC-X10(ES9018)を使ってるので、今回はそのまま。

音の変化はこれからだけど、あまり変わらないだろうな。気休め。

WIMAは使い始めの10時間くらいは、いつも篭った音がする。そのあとクリヤーになり、まろやか音。

HPA(ヘッドフォン・アンプ)の抵抗をDale RN55Dに交換

DAC Zeroのヘッドフォン・アンプ部の抵抗をDaleのRN55Dに交換した。

このDaleの抵抗も、先日、東京出張の折に、秋葉原の桜屋電機で購入。50円/本。

Daleの抵抗は、以前に、CDプレーヤーで使って、結果が期待通だったので、今回もDaleを購入した。

元々使われていたのは、金属皮膜抵抗。OPampは、すでにMUSES8920に交換済み。

これをDale製RN55Dに交換。但し、1Ωだけは手に入らなかったので、元のままとしている。

ヒートシンクつきのトランジスタが並んでいるが、これは、ボルテージフォロワーとして使われている様だ。

B649/D669は音質的にも有名だそうだ。しかも、今回判ったが、しっかりと日立製のものが使われている。

中国製のDACにしては、肝となる部分は良い部品が使われている。

さて、抵抗をDaleに換えてからの音だが、これにはちょっと驚いた。

音の解像度が高い！、質感も充分、音が冷たくなる事も無く、ヌケも良く、エネルギー感のあるしっかりとした音である。

CDプレーヤーでDACのI/V用OPamp周りを換えた時よりも、効果絶大である。

しかも、OPampをすでにMUSES 8920に換えているので、解像度はかなり高くなっている。

これは、良いです。

抵抗換えるのは、スルーホールの半田抜きとか、ちょっと大変だったけど、苦労した甲斐があり、自分としては満足。