TPA6120 Stereo HeadPhone Amplifier

TPA6120のHeadPhone Amplifierのポタアンはいままで何機種か試作しました。

据え置きタイプでしがらみに？とらわれない形でパターン設計を試みました。

TPA6120はLR独立の電源端子を用意してあります。

これを有効利用する形で電源回路を2系統にしました。

バランス・タイプにする時はこの基板を2枚使用します。

回路はコンポジット・アンプとしてTPA6120の性能を犠牲させる事無く
出力のオフセット電圧を軽減させます。

入力段のOPAはDIPピッチで音質評価用に交換可能としました。

パターンは吟味を重ねてキャパシタ達は

出力段のリターンに全て1点アースになるよう配慮しています。

コンポジット・アンプの入力OPA の電源はTPA6120の電源の影響を排除する為に

RCフィルタを別個に設けてあります。
*

上下のシングル・ライン・コネクタはインチ・ピッチで配置したありますので
試作回路を実装する時に親亀子亀方式でユニバーサル基板を使えます。

例えば電子ボリュム、入力セレクタ等....

外形寸法 : 74.8x86.5mm

取付寸法：67x67mm

High Power Pre Regulator for HD-800 HPA(2)

今日の作業はACラインをシャシーから取り出す為の角穴加工のみでした。

ACラインは

シャシーを1mm浮かして6mmにしたら無理なく通りました。

High Power Pre Regulator for HD-800 HPA

DAC,I/Vの電源は勿論大事ですがHPAの電源も今まで以上に大事にしたいと思いました。

その為のプリ・レギュレータの製作途中の写真です。

電源供給用コネクターは接触抵抗が少ないであろうノイトリック(5pin)を採用します。

両サイドにあるDCジャックは出力電圧モニターと実験用の出力に使います。

トロイダル・トランスの容量は100VAもあります。でかすぎと一笑に付されるかもしれませんね。

両サイドの放熱器には回路方式が異なるプリ・レギュレータを組み込んで回路による音質も評価出来るといいな、と考えています。

コネクターでワンタッチで切り替えます。

シャシーは底板から5mm浮かして下にACラインをはわせていますが、ぎりぎりなのであと1mm程浮かせないと.....

仕事が久しぶりに忙しくなりそうなので早く仕上げたい！

このトロイダル・トランスはマックブックをDC電源でドライブしようと用意しておいたものですが優先順位がかわりました。

ブリッジは試作したLT4320+IRFSL3607(9mΩ)を使います。

AD815 Composite Full Balanced HPA

AD815 Composite Full Balanced HPAを創りました。

Walt Jung氏「Composite Line Driver With Low Distortion」の文献を元にバランス出力にしたHPAです。

電源は初めてシャント・レギュレータで組んでみました。

実際は写真の放熱器を2段重ねにしてAD815にも放熱器をつけました。

回路図です。DACからは全てDC結合でヘッドフォン端子でのオフセットDC 電圧は+6mV、ー5mVでした。

最終的には1mV以下にしたいと考えています。

回路図でのボリュームはMAS6116のデジタルボリュームです。

AD815は入手が難しいと思いますのでTPA6120に置き換えても良いと考えます。

シャント・レギュレータが効いているのかAD815の個性なのかまだ判りませんが時間を経るについてバランス出力ならではの音の躍動感が増しつつあります。

これはTPA6120も同じ回路で組んで評価してみたくなってきました。

閑話休題

皆様ご存知のハイレゾ音源を再生出来るAK120と昨日発売されたFiio X3。

カタログで写真のみ見ているとFiio X3のほうが小さいと感じます。

VectorWorksでScaleを調整して大きさを比べてみました。

A Regulated Virtual Ground and Rail Splitter

ユニークなレールスプリッター回路がありました。

興味のある方はこちらを読んでください。

PHA-1内部プリント基板

ソニーのカタログからの引用です。

JardinさんのTPA6120 HPA

Jardinさんから詳細な制作過程の報告書とともに完成写真が送られてきましたのでお披露目です。

「音質は、文章では表現しにくいのですが、非常にクリアで低音、高音とも伸びがよく満足のいく結果が得られました。手持ちのSTAX SRM001や、STAX SR-X MK3+専用Amp 6AN8 + 6F Q7PP（自作）とは比べものにならない音質と思います。ただ、初段のOp-AmpはMUSES02ではなく、とりあえずMUSES8820としておりますが、近日中にMUSES02に差し替えたいと思っております」

制作過程はワードでびっしり4ページに詳細に記されてJardinさんのお人柄と情熱を感じました。
これは大変に参考になると考えますので独りの資料としておくのは勿体ないのでオリジナルのまま公開させて頂きます。
製作過程とともにプリント基板製作のTipsが沢山網羅されています。

「headphoneamplifier.doc」をダウンロード

Jardinさん愛用はSenheiser HD560で初段のゲインを4倍にしたとの事です。
完成おめでとうございました！

Jardinさんのレポートにも記されていますがプリント基板の穴開け加工に絶大な威力を発揮する
ハンドステッパーです。
僕の愛用は既製品ですがJardinさん自作器のほうがむちゃくちゃ格好いいですね！
JardinさんのX-Yステージだと
ハンドルにステッピングモーターをつけてCNC(Computer Numerical Control) 化も現実味を帯びてきます。
Jardinさんの創意工夫と熱意に感激しました。

LM310H Balanced(THAT1646) HPA Circuit Diagram

LM310Hのバランス出力HPAの案です。

設計趣旨:
バランス回路はTHAT1646を採用。
THAT1646のオフセット電圧と初段LM310Hのオフセット電圧は終段のLM310Hのオフセット調整で吸収。
THAT1646の入力インピーダンスは5KΩなのでLM310Hでバッファリング。
Ccは過渡応答調整用キャパシター。
LM310Hのブースター抵抗は省略する可能性有り。

トータルゲインは2倍になります。

・オフセット電圧の調整について
オフセット調整は出力段のLM310HをLR1個づつ実装して調整します。
100uV以下に押さえ込めると見込んでいます。

・Ccについて
THAT1646単体で試験した時に
大振幅動作時（5Vp-p以上)にオーバーシュートが発生していたのでその対策用です。

・オプション回路について
HPAとしてはオプション回路の保護ダイオードは必要ないです。
2個の470pFと1個の47pFはRFI対策用です。
RFI*はオペアンプで整流されて出力にオフセット電圧として現れます。
これもHPAでの使用では省略しても良いです。
これらはラインドライバーとして長距離伝送の時には必要です。
*Radio Frequency Interference (無線周波数干渉,無線周波数妨害)

LH0032 HPA(2)

LH0032 HPAをチューンナップしました。
f特は450KHzまでフラットになりステップレスポンスも向上しました。
というよりかLH0032の場合はステップレスポンスを改善させると
必然的に周波数特性も良くなります。

ステップ応答波形です。
試験中バンドワイズを20MHzにしていて
バンドワイズをあげたら発振波形を観測できた時があったので
下の写真は
高周波での発振を確認する為にスコープはフルバンドワイズ（500MHz）です。
ステップは+/-の矩形波です。
アンプゲインは2倍です。

部品実装面
チップキャパシタはピンそばでベタアースに接続し
リターン電流が出力のグランドへ最短で流れるようにしました。
位相補償のCcはスチロールコンデンサ100pFです。

抵抗はソリッド抵抗5％を
同じ値のペアを2組選別しました。
この年代のオペアンプにあわしたつもりです？
ソリッド抵抗は誤差が大きく温度係数も良くありませんが
誤差に関しては選別して対応。
温度係数に関しては同一レイアウトで対応。
長所としてはインダクタンス成分が少なく高周波回路にも使用されますから
今回のLH0032のような広帯域アンプに最適化とも思い採用してみました。

配線面
自作三端子レギュレータからの配線は
左右個別に電解コンデンサの根元へ接続します。
入力の配線は基板の下に電源トランスがあるので
シールド線で配線してあります。
帰還抵抗は半田面で最短距離で実装しました。

回路図に測定データと採用したキャパシタの品番を記しておきます。
入力の1MΩは同一基板にボリュームを実装する場合は不要です。
この回路の注意点はボリュームの結線をしてから電源を投入する事。

キャパシタをFineGoldからSILMICに変えたら低音が豊かに鳴り響きました。
MUSEは試していません。
スペースに余裕がある時は耐圧の大きい方が損失が少ないので薦めます。
同じ耐圧及び容量で大きさがこんなにも違う。

完成写真
LH0032のメタルキャンは内部接続されていませんので
キャンに触るとノイズが誘発されます。
と言っても30uV前後の値で
聴感上は判りませんがmVメータで観測するとわかります。
キャンをグランドに接続する事により誘導は皆無になりました。
空いているスペースはDCサーボを組み込む時の為です。

試聴感
回路図に記したスペックを裏切らない怒濤？の再生音です。

Let's Enjoy

LH0032 HPA

気になっていたLH0032でHPAを一気に組み上げた。
電源の三端子レギュレータが眩しい？
左のボリュームはRK-50。
右の電源トランスはソケット式になっていて簡単に交換可能。
LH0032は
位相補償に手こずったがLM310と同等の応答特性になるように調整した。
素直な特性のオーバーシュート無し，アンダーシュート無し。
それでも周波数特性は200KHz(-0.5db)　
零調はポテンショメータでとったいるのでDCドリフト試験を兼ねながら
取りあえずは明日迄エージングをかけておくことにした。
詳細は項を改めて..............眠い。