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平衡入力のヘッドホンアンプ~その1~

これまでのあらすじ

使用中のヘッドホンアンプは左右独立電源で、左右それぞれをBTL接続、ヘッドホンの共通端子だけ共通というややこしい構成になっています。 これの入力にDEQ2496の平衡出力を持って来るため信号用のトランスを介して絶縁してあります。 おそらく平衡出力といっても左右の電源は共通だと思います。 最近になりトランスを介さない普通(?)のヘッドホンアンプで聞いてみたいと思い、ヘッドホンアンプを作る事にしました。

回路

こんな感じ。図面が表示されないときは図面のPDFをダウンロードしてご覧ください。

平衡入力→ボリューム→平衡/不平衡変換→ヘッドホンドライブ→ヘッドホンという単純な構成です。 電源回路は三端子レギュレータで正負電源を作る至って普通のものです。 業務用音響機器の平衡出力は±16Vくらいになりそうなので、変換のオペアンプの電源電圧をそれなりにあげる事にしました。 でも12Vです(笑)。

オペアンプの消費電力を検証

うちのヘッドホンは1Vで十分な音量を得られますから、これまで作ってきたヘッドホンアンプでは5Vにしていました。 オペアンプの定格が±15Vだからと言って±15V未満の電源で動作しないと思ってはいけませんよ? 電源電圧と出力電圧の電位差と出力電流の積(電力)はオペアンプから熱になって出るので、 用もないのに電源電圧を上げると、考えなくても良いオペアンプの排熱について対策が要るのか確認しなくてはなりません。
ヘッドホンの電流は1V÷42Ω=23.8mA
オペアンプの電位差は12V-1V=11V
オペアンプの消費電力は11V÷23.8mA=462mW
オペアンプNJM4556ADの定格は700mWなので間に合いますね。

パイロットランプ点灯回路

~その2~で測定した電源電圧を元に回路図の電流制限抵抗を修正しました。 パイロットランプの回路はネタです。 LEDの順方向電圧を賄えば十分なのでトランスのタップ間電圧が小さい所から引き出して整流、平滑してLEDに入れます。 必要なタップ間電圧を求めます。
LEDの順方向電圧は2.2V
平滑前の電圧(最大値)は2.2V←平滑コンデンサの容量がタップリある前提
実効値は2.2V÷1.4=1.57V
ブリッジダイオードの電圧降下は0.6V/個×2個=1.2V
タップ間電圧(最小値)は1.57V+1.2V=2.77V
タップの12Vと15Vの間が3Vで良い感じです。
電源側から辿っていくと
タップ間電圧は3V
ブリッジダイオードを通ると1.8V
最大値は1.8V×1.4=2.52V
LEDの順方向電圧は2.2V
電流制限抵抗は(2.52V-2.2V)÷20mA=16Ω
という事で16Ω以上あればOKと分かりました。手持ちの抵抗で2桁の奴は33Ω3Wのセメント抵抗があるのでこれにします。電流を計算すると、
抵抗の電圧降下は2.52V-2.2V=0.32V
電流は0.32V÷33Ω=9.7mA
という訳で定格20mAの50%程度で点灯できそうです。

ケース加工

ケースはリードPK-3を用意しました。 パーツを取りつける前面/背面はアルミ板で加工しやすいです。 一方、天板/底板は側面を兼ねたコの字の鉄板で作りがしっかりしています。 またゴム足はビス取付済です。 よくある両面テープで取りつけたゴム足が経年劣化で外れるような心配がありません。 前面/背面に穴を開けました。 上は前面で左から、電源スイッチ、ボリューム左、ボリューム右、フォンジャック
下は背面で左から、キャノンコネクタ左、キャノンコネクタ右、ヒューズ、電源コードのインレット
キャノンコネクタは電動ドライバに鉄工用ホールソー23mmを装着して開けます。 他はドリルを装着して基本の穴を開け、小さければハンドリーマーで穴を広げ、それでも小さければ丸ヤスリで広げます。 インレットは内周に沿って小さい穴を多量に開けてニッパで切り、平ヤスリで凹凸をなくし、現物が当たる所を丸ヤスリで広げます。

次回予告

いつになるか分かりませんがユニバーサル基板で部品を配線した辺りになると思います。 乞うご期待♪ できました→~その2~