2011年10月10日

ハイエンドヘッドホンアンプキット・ポータブル化作戦!

(2013.11.21 LAST UPDATE!)

おかげ様で大人気のハイエンドヘッドホンアンプキット「HPA_6120A」。
据え置き型で使用される方がほとんどだと思いますが、今回はこのハイエンドヘッドホンアンプキット「HPA_6120A」をスマートフォンやipodに重ねて使用できる大きさで作ってみました。

名づけて「ハイエンドヘッドホンアンプキット・ポータブル化作戦!」





・・・・ダサッ






今回使用するキット

hpaunbal






メインにハイエンドヘッドホンアンプキット「HPA_6120A」¥2,440-
入力系に不平衡-平衡変換アンプキット「UNBAL_134」¥2,440-
を使用。

使用パーツ
・電池スナップ「SBS-IR-1」¥65- ×2個
snap






006P電池で±電源を作るために使用


・3.5Φステレオジャック「MJ-074N」
¥80- ×2個
mj-074






プレイヤーからの入力用、イヤホン(ヘッドホン)出力用に使用。


・二連ボリューム「RK0972 A5kΩ L-20KC」¥178-
rk0972






音量調節用。シャフトはローレット仕様。

・ローレットツマミ「AL1412」¥90-
tsumami






ローレット仕様のシャフト用のツマミ。この他にもいろいろございますのでお好みで選んでいただいても結構です。

・トグルスイッチ「2MD1T2B3M1QE」¥95-
togle006p






電源スイッチ用・スイッチの操作部の短いものです。
2回路2接点(電源の+側と-側を両方同時にON / OFFします)


・パイロットランプ:3Φ青色LED「AL-314B25-A0」¥50-
・パイロットランプ:LEDブラケット 3Φ用 ¥65-
・パイロットランプ:1/4W カーボン抵抗 100kΩ
¥5-

blaketledled






上記3点を組み合わせてパイロットランプを製作しました。


・DALE オーディオ用ローノイズ抵抗「CMF-55 10Ω」 ¥50- × 2個
dale






出力抵抗をキット付属品のものから変更(製作者の好みで!)


・貼り付け式スペーサ「ペテットT-600¥60- ×4個
t600






基板の固定用。裏面に粘着テープが付いていますので、ケースに穴あけ加工せずに基板を固定できる優れものです!


・ニチコン 導電性高分子アルミ固体電解コンデンサ「LF」
lf






・LF 16V 100uF ¥90- ×4個
・LF 16V 470uF ¥130- ×8個

超低ESRの電解コンデンサです。
ケースに収めるため高さを低くする目的でキット付属のニチコンUFWから変更しています。

コンデンサ交換の最少構成として

ufw1c471






パーツの最少構成として、キット付属のニチコンUFWシリーズ35V470uFを、同じニチコンUFWシリーズの16V470uF¥60-×4個に変更するだけで大丈夫です。
(LFは製作者の好みです。)



・アルミケース
今回使用するケースは、タカチのセミカスタムアルミケース「KCS75-30-120NSS」を使用します。¥2,900-
セミカスタムオーダーのアルミケースです!
case1






case2case3






ケースサイズは70×30×120mm。iPod touchに重ね合わせるとほぼピッタリの大きさですが、この中にハイエンドヘッドホンアンプキットと不平衡-平衡変換アンプキットと電源を押し込めねばなりません。結構大変です。



てなわけで、準備も整いましたのでポータブル化に向けて製作を開始。

【ポータブル化作戦 その①】
006p006p






仮想グラウンド電源キット「KASOU_GND」を使用すると今回使用するケースに収まらないので、006P電池×2個を使って±9V両電源に置き換えました。しかしケース内のスペース上、006P用の電池BOXが収まらないので、電池スナップを使用し、電池はケースのパネル部と基板ではさみ込んで固定。本来はスポンジなどの緩衝材を入れたかったのですがスペース上、省きました。

基板と電池の取り付け位置に関して
基板の取り付け位置は、リアパネルとヘッドホンアンプ基板で電池を挟み込めるところで位置決めをします。今回、電池をリアパネルと基板ではさんで固定していますが、電池に対してリアパネル側・基板側双方からあまり力が加わらない程度に位置決めをしてください。


neji






電池交換をしやすいように、電池側のパネル(リアパネル)の固定ネジを手で回せるような化粧ネジなどに変更すると便利です。


ポータブル化作戦 その②】

ハイエンドヘッドホンアンプキット「HPA_6120A」のコンデンサ交換
6120_lflf






今回のケースに組み込むにはハイエンドヘッドホンアンプキット付属の電解コンデンサ35V 470uFの高さを低くする必要があったため、ニチコンの導電性高分子アルミ固体電解コンデンサ「LFシリーズ」の16V 470uFに交換しました。(シルク番号:C7A・C8A・C15A・C16Aのコンデンサ)。
16V耐圧にすることで、コンデンサのスリーブサイズが小さくなり、高さが低くなります。これでアルミケース内に何とか収まりました。
(今回使用する電源電圧が9Vなので、16V耐圧でも問題ありません。)

他の電解コンデンサ50V10uF(シルク番号:C5A・C6A・C11A・C14A)は高さ的に問題ないのですが、同じ「LFシリーズ」合わたかったため、容量を100uFに変更して交換しました。

オーディオ用ローノイズ抵抗
dale






小型化には関係ありませんが、出力抵抗「R5A・R10A」をDALE オーディオ用ローノイズ抵抗「CMF-55 10Ω」に変更しました。


不平衡-平衡変換アンプキット「UNBAL_134」側の電解コンデンサ交換
unbal134_lflf






入力系に使用している、不平衡-平衡変換アンプキット「UNBAL_134」の電解コンデンサ50V 100uF(シルク番号:C5C・C6C・C7C・C8Cのコンデンサ)を同じく「LFシリーズ」の16V 470uFに交換しました。。


コンデンサ交換の最少構成として
ufw1c471






パーツの最少構成として、キット付属のニチコンUFWシリーズ35V470uFを、同じニチコンUFWシリーズ16V470uF¥60-×4個に変更するだけでも大丈夫です。

※LFシリーズの電解コンデンサとDALEの抵抗の交換は製作者の好みです










ところが・・・









作ってみると問題発生!

【電池スナップ】
電池スナップのリードの出る部分が天板に干渉してケースが閉まりませんでした!
( ゚д゚ ) ガビビーン!
snap2snap1






急遽ニッパーで干渉する部分を切り落としました。

( ゚д゚ ) < oh!ブサイク!


【ボリューム】

ボリュームの抵抗値はA5kΩを使用しておりますが、実は最初にA10kΩを使っていましたが、なんとノイズが聞こえてきました(トホホ・・・)。イヤホンはヘッドホンとは違い能率が高いため、ノイズが聞こえたようです。
vr_cutvr






これではせっかくの高音質なハイエンドヘッドホンアンプキットが台無しなので、対策として抵抗値をA5kΩに変更して入力インピーダンスを下げたので、ノイズの音が小さくなりました。
(ボリュームの抵抗値を小さくしすぎるとプレイヤー側の出力を超えてしまい、プレイヤーを壊す恐れがありますのでA5kΩに留めました。)


【006P電池】
使用する電池はマンガン電池よりアルカリ電池の方がいいと思います。
006p







【パネル取り付け部品】
ケースのサイズはiPod Touchサイズにしましたので、ケース内にあまり余裕がなく、コネクタやボリュームの取り付け位置に悪戦苦闘しました。
sumispace2






キット付属のヘッダーピンはコネクタと干渉するため今回は使用していません。スイッチやコネクタの取付け穴位置を間違えると、ケース内のスペースが少ないため、それらを取り付けた際に基板と干渉してしまうため、慎重に部品の位置決めをしました。

万が一コネクタが緩んで中で基板と当たったときにショートすると危険なので本来は、端子部分全てに収縮チューブで絶縁保護すべきですが、今回は気になる部分のみ収縮チューブで絶縁保護しています。



















そして・・・

















ババ~ン!


















完成!


kan1kan2







iPod touchとハイエンドヘッドホンアンプをバンドで固定。
kan_ipt1kan_ipt2














ところが・・・









使ってみると問題発生!
・・・というほどではありませんが、電池スナップのリードを短しくすぎたため、電池交換が大変でした( ゚д゚ )ドイヒー!
006p_b






電池スナップのリードはケースから電池を引きずり出せるぐらい長めにしておいた方が電池交換を行いやすくなると思います。

これで何とかハイエンドヘッドホンアンプキット「HPA_6120A」のポータブル化に成功です!

実は続きがあります。


(2011.12.29追記)

更なる高みを求めて・・・


さて、ハイエンドヘッドホンアンプキットのポータブル化作戦で作ったポータブルヘッドホンアンプですが、実は以前から更なるひずみ、ノイズを減らしたいと思っていました。
それは、ハイエンドヘッドホンアンプキット「HPA_6120A」の平衡入力のところで使用している抵抗を高精度のものに交換することと、入力インピーダンスをさらに下げることです。

平衡入力は非反転入力側(HOT)と反転入力側(COLD)の信号のズレを減らしてしっかり合わせheikouこむことにより、ひずみが低減しますが、その要はハイエンドヘッドホンアンプキットの平衡入力のところで使用している抵抗です。
この抵抗を高精度のものに変更することで、非反転入力側(HOT)と反転入力側(COLD)の信号のズレを減らして、ひずみを低減させようというものです。





先日、利久電器の1/4W ±0.1% 超精密金属皮膜抵抗器が店頭商品のラインナップに加わったことで部材がそろいましたので、製作に取り掛かりました。
rikyu1rikyu2






ポータブルヘッドホンアンプの入力系に使用している不平衡-平衡変換アンプキット「UNBAL_134」の メインIC「DRV134」のデータシートには600Ωドライブ時の特性が示されていますので、ハイエンドヘッドホンアンプキットの平衡入力の抵抗 を±0.1%超精密抵抗に交換するついでに、ハイエンドヘッドホンアンプキットの入力インピーダンスを600Ωにするため、抵抗値をキット標準の1kΩか ら1.2kΩに変更してみました。
抵抗値の変更は製作者の好みです。標準値の1kΩでも問題ありません。

【抵抗の交換
作業は、ハイエンドヘッドホンアンプキットの平衡入力のところで使用している「R1A~R4A」および「R6A~R9A」の抵抗1kΩ×8本全てを、±0.1%超精密抵抗の1.2kΩに交換しました。
teikou_schteikou_kiban






「R1AとR2A」、「R3AとR4A」および「R6AとR7A」、「R8AとR9A」はそれぞれペアで、並列につながっていると見ることができますので、1.2kΩの抵抗を使用した場合600Ωになります。



【イヤホンからのノイズ音の対策
A5kΩの可変抵抗器を使用しても、まだイヤホンからノイズ音が聞こえてますので対策を施してみました。
dale_logo今回、使用するのはDALEのオーディオ用ローノイズ抵抗「CMF-55」の4.7kΩです。これを可変抵抗器に並列接続して入力インピーダンスを下げようという試みです。
しかしながら可変抵抗器に抵抗を取り付けるスペースがありませんでしたので、今回は入力側のイヤホンジャックにDALEの抵抗を取り付けることにしました。



A5kΩの可変抵抗器につながる入力側のイヤホンジャックにDALEの4.7kΩを1chに1本ずつ並列に接続して入力インピーダンスを2.5kΩぐらいまで下げてみました。
dale_tsuikadale






すると、かなりノイズが低減しましたので入力インピーダンスは2.5kΩぐらいが良さそうです。

これでほぼポータブル化作戦は完了!(か?)
個人的にかなり気に入っているのおります!



(2013.11.21最終追記)
「HPA_6120A」ポータブルヘッドホンを、さらに良くしようと、今まで諦めていた所にも手をいれてみました。

それは、Lch、RchのGND(リターン線)を、可能な限り分けてみることです。

よく知られていることですが、3.5φなどのステレオジャックを使った段階でかなりチャンネルセパレーションが、悪化します。

これは、Lch、Rchの信号が混ざり本来の信号が埋もれてしまうということです。

しかし、3.5φなどのステレオジャックを使わないとヘッドホンアンプは作れません。

そこで、可能な限りLch、RchのGND(リターン線)を、分けてみました。

こんな感じです。
(実際は、入力の所に4.7KΩの抵抗が入っています。)
HPA6120改良_131121






3.5φなどのステレオジャックを使った段階で効果は薄いかなと思いましたが、効果ありました。「Rodrigo Y Gabriela」などの、超絶ギターデュオを聴くと今まで聞き取れなかった音が聞こえました。それに、聴きやすくなったかなと個人的には思います。

これは、「HP_8920_AMP」にも使えますので、配線が増えますが、自信がある方はぜひ試してみてください。

ハイエンドヘッドホンアンプキットの応用例の一つとしてご参考になればと思います。         

END



ポータブル化・ハイエンドヘッドホンアンプキットを作ってみたいけど自信が・・・

そんな方はぜひ、オーディオキット製作体験会にご参加ください!
ai



電子工作は初めてなので、作ってみたいけどうまく作れるかちょっと不安・・・という方、デジット主催のオーディオキット製作体験会に参加して作ってみませんか?

スタッフが可能な限りお手伝いいたしますので、ご安心ください!

オーディオキット製作体験会は、1~2ヶ月に1度のペースで開催しております。
開催日が決定すればデジット店頭デジットBlogTwitter共立電子セミナー・イベント情報にて告知いたしますので、ぜひチェックしてください。



このエントリーをはてなブックマークに追加

Clip to Evernote mixiチェック



TrackBack(0)││オーディオ / 関連 | 電子工作/回路図

この記事へのトラックバックURL

http://trackback.blogsys.jp/livedoor/digit4555/51734366