LME49600 ヘッドフォンアンプ
従来タイプ [type-A ] 基板は こちら   .
MUSES8820 1st Impression は こちら  .



 dec. 2011. 新基板 type-B 登場 !! 










基本的な回路はそのままに

(1) オペアンプを Lch/Rch別に 使用 (これまでは、ポストアンプ用とサーボ用)
   信号用とサーボ用には 分離できなくなりました。
(2) 電源ラインの独立性を重視。 電解コンデンサは、Muse 100μF x4使用。
   コネクタも半田ジャンパーで、左右専用に分離可能。
(3) 音声信号ライン上の抵抗は、10oピッチ抵抗対応パターンあり。 
   1/4W型の抵抗も使用可能。

等に、対応しました。 新基板は[ type-B ] と
いうことで、従来基板と区分します。


type-B 参考回路



参考部品配置図






新タイプ-B (と 従来タイプ-A (


お好みのタイプを どうぞ



説明書は こちら からダウンロードできます。










ここからは、従来基板 [ type-A ] です。



LME49600. H.P.A.

超高速、低歪み、ローノイズ ナショナル セミコンダクター LME49600 と
オペアンプを組み合わせたヘッドフォンアンプ基板です


電源のパスコンには、ニチコンの Audio用 プレミアム電解コンデンサ Muse を使用



スルーレート 2000V/μs の音を聴いて見ませんか

        

ULTIMATE Version. (音の違い ・・・ こちら



new 最新基板 Feb.2011.
入力カップリングコンデンサが付けられます。 
キットでは「無し」が標準です。 お好みのコンデンサをどうぞ。





組合せオペアンプを種々替えての試聴の結果、好みは OPA2604 でした。
他 高音質(と思った) OP275/NE5532/NJM4558他 色んなバージョンを出品いたしますので
お気に入りの バージョンをどうぞ

ULTIMATE Ver.補足追記:ピアノトリオ(EJT等)は、これ 結構いけます。


 なお、オペアンプは 丸ピンICソケットで装着されていますので お手持ちの
デュアルタイプのオペアンプに差し替え可能です  (±電源対応のオペアンプをご使用ください)

取扱の詳細は、取扱説明書 を参照願います。

出力インピーダンス参考資料は こちら
回路検討時の詳細参考資料は こちら



 使用する電源は各種 あります

   ・おすすめの電源基板は (こちら) で販売中。

   ・簡単につくるなら バーチャルグランド式でもOK。
     こちら に実験報告あり




NSが配布しているLME49600製品画像



オペアンプ を替えて
独断と偏見 の ヒアリング



音の差は、体調と気分に左右されます。
今日は何となく ・・・ テキサスな気分 ・・・ の時は、5532/TI が良いのです。
なので、ブラウンな気分の時は ・・・ 2604/B.Brown ・・・ です。


ユーザの試聴記は こちら から



OPA2604,NE5532 は 同梱オプション販売品あります。 こちら      







 
出力インピーダンスについて


ヘッドフォンアンプの出力インピーダンス 最適値については 種々持論あることと思います。


一つ目は:
 ・メインアンプによるアクチュエータ(スピーカ等)駆動の基本は定電圧駆動ですので、
  低インピーダンス駆動が良い、 ダンピングファクタの面からも低インピーダンスで
  駆動すべし、 という考え方です。

二つ目は:
 ・インピーダンスマッチングの考え方で、最適インピーダンス(出力抵抗=負荷抵抗)とすべき。
 このことは、ダンピングファクター=1 が 最適である、 ということになります。 
 この場合、ヘッドフォンの周波数によるインピーダンスの変化に対して比較的ブロードな
 出力が得られる可能性があります。

  下図は、出力インピーダンスが0.5Ωの場合と、100Ωの場合 負荷インピーダンスを変化した時、
  アンプ 2V 出力で得られる 出力(W) のグラフです

三つ目は:
 ・定電流駆動型が良いという考え方ですが、特に検討したことがないので省略します。 


四つ目は:
 ・使用するヘッドフォンのインピーダンスによって、出力レベルが変動するため(上図参照) 
  大枠として 「低インピーダンス系」 と 「高インピーダンス系」の切り替え可能とする場合が
  考えられます。 しかし、この場合は アンプの出力インピーダンスを変えるのではなく、
  Gainを変える方法が 一般的と考えます。


本ヘッドフォンアンプは、1つ目の 「低インピーダンスで駆動する」 に相当する設計となっています。 複数のヘッドフォンを使い分ける場合以外、使用するヘッドフォンのインピーダンスは考慮不要と考えます。



 < * 注 ** >
オペアンプで作るヘッドフォンアンプでは、出力にシリーズ抵抗を入れることを よく見かけますが、この事と上記検討内容とは 次元が異なりますので ご注意下さい。 オペアンプは 設計上 負荷として 600Ω程度を想定しており 数十Ωクラスの ヘッドフォン負荷には 耐えられないケースが多くあるため (発振したり/歪みが大きくなったり/異常発熱したり) 保護抵抗の意味で シリーズ抵抗が必要となります。  本アンプでは バッファ(LME49600)を使用し 低インピーダンス駆動を考慮・可能にしています。




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 LME49600 ヘッドフォンアンプ開発ノート  
ヘッドフォンは、周辺の騒音や聴取音量を気にせずそれなりの音質が楽しめてなかなか良いのですが、耳への圧迫感で長時間の
使用では疲れてしまうため ヘッドフォン(Stax) を使う機会は あまり多くありません。 

そんな折り、ナショナル セミコンダクターのLME49600のスペックが 目にとまりました。 
  ・180MHz帯域幅スルーレート 2000V/μs !!
  ・高出力電流能力 ±250mA

他にも
  ・入力換算電圧ノイズ密度 2.6nV/√Hz 
  ・THD+N 0.00003%を実現 (LME49720との組合せ時)

2000V/μs のスルーレートって 「 どんなんか? 」 ・・・ 理屈 (意味が有る/無い) を超えたレベルに衝撃を受けました。
この機会に新たに圧迫感の少ないヘッドフォン(MDR-F1)を買い求め、LEM49600を使ったヘッドフォンアンプの設計・制作に着手しました。

<主な使用部品>
  ・オーディオ・バッファIC: LME49600 Natinal Semiconductor製 ローノイズ 高ダイナミックレンジ ハイスルーレート
    =>オペアンプと組み合わせて、ヘッドフォンを駆動。 電流バッファの動作をします。
  ・前置用オペアンプ: OPA2604 BurrBrown製 FET構成のオペアンプ または、NJM4558他同等品など
    =>LME49600とクローズドループ構成とし、アンプを構成します。
  ・サーボアンプ: OPA2604 BurrBrown製 FET構成オペアンプ または、NJM4558他同等品など
    =>ヘッドフォン出力端子の DCオフセット電圧を 限りなく ” 0V ”  に近づけるよう制御します。
  ・電源パスコン(1): 電解コンデンサ Muse(KZ)シリーズ 日コン製 25V330uFx2 25V33uFx4 
    =>電源ラインのパスコンに使用
  ・電源パスコン(2): メタルポリエステル MKTシリーズ EPCOS製 0.1uFx6
    =>電源ラインのパスコンに使用

比較対象として、秋月のキットと聞き比べもしてみました。
オペアンプ生出し電池駆動の音と、±15V電源の超高速バッファーを経由した音は別次元でした。 秋月H.P.Ampについては こちら

これは良いということで、納得のいく基板に再設計しました。
スピーカ駆動も考慮して、ヘッドフォンジャック以外にも、EH-4pinから出力が取り出せます。


第一作目

 ・ヘッドフォンジャック無し
 ・サーボアンプ無し
 ・電源コネクタにネジ式使用


第二作目

 ・HPJack追加
 ・サーボアンプ追加
 ・電源コネクタ EH-3に変更


第三作目 => 販売用 現行
基本回路は第二作目と同じ
 ・左右対称 ぽっく レイアウト修正
 ・出力コネクタ EH-4に変更


第四作目 販売用 新基板
 ・パスコン位置 一部変更
 ・入力カップリングコンデンサ用
   パターン追加

左の写真例にある入力カップリングコンデンサはキットには付きません。
半田ジャンパーでショートされてます。 お好みで追加下さい。

    




<主な仕様>

 ・ゲイン       : +9.6dB/1KHz
 ・出力        : 0.38W/40Ω   0.75W/12Ω(電流制限250mAより)  電源±15V時
 ・出力端子     : 3.5Φ ミニプラグ用ジャック端子
 ・補助出力端子  : 外部取出用  日圧 EH-4Pコネクタベース使用。
 ・信号入力端子     : ヘッダーピン 4Pタイプ
 ・電源        : ±5V〜±15V  日圧 EH-3Pコネクタベース使用。 (OPA2604使用時は、±12〜±15Vの使用を推奨します)
 ・基板サイズ    : 外形/72o×47o 取付孔/各辺から-3oの位置  (ユニバーサル基板同サイズ)
 ・基板材質     : ガラスエポキシ FR-4材 両面スルホール

(推定性能)
  ・スルーレート   : 180MHz帯域幅スルーレート 2000V/μs /但しICのカタログスペック値で実測値ではありません。
 ・THD+N      : 0.0003%  /但しOPA2604のカタログスペック値で実測値ではありません。



LME49600について
 ・今回の基板では、LME49600の放熱については特段の考慮はしていませんが、3ヶ月以上にわたるエージング(主にSP駆動)で
  不都合は発生していません。 ヘッドフォンアンプとして使う程度の負荷と出力電力では、全く問題無いと考えられます。
 ・ナショナル セミコンダクターのニュースリリースには:
  「LME49600は接合部温度が150℃を超えた場合に作動するサーマル・シャットダウンと内部電流リミットによって完全保護されています」
  とあり、まかり間違えても壊れることもなさそうである。

特段の考慮とは:特別と格段を兼ねた造語で 「全く意に介していない」 の意




参考部品配置図




(Feb,2011改訂基板)



 type-A 参考回路図 (Feb,2011改訂)


オペアンプは、信号用 (L/R)と サーボ用 (L/R)で使用しますので
信号用と、サーボ用で使用する オペアンプを使い分けできますが
Lch と Rchとでの分離は 出来ません。    ***Dec,2011追記




ヘッドフォンアンプ関連資料


  ・秋月のヘッドフォンアンプは  こちら
  ・LME49600に トランスをつなぐは こちら
  ・LME49600アンプの測定編は こちら



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