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LXU-OT2 改造用パーツリスト

今回は手応えが大きかったのでこれはいけると思います。
今後大きな変更はないと思いますが、一応現時点でのパーツリストを出しておきます。

http://www.marutsu.co.jp/shohin_13578/
【RK73B1JTTD433J】1608角型チップ抵抗器 43kΩ(バラ 10個単位)
¥52
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_13588/
【RK73B1JTTD104J】1608角型チップ抵抗器 100kΩ(バラ 10個単位)
¥52
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_13592/
【RK73B1JTTD154J】1608角型チップ抵抗器 150kΩ(バラ 10個単位)
¥52
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_13579/
【RK73B1JTTD473J】1608角型チップ抵抗器 47kΩ(バラ 10個単位)
¥52
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_13545/
【RK73B1JTTD122J】1608角型チップ抵抗器 1.2kΩ(バラ 10個単位)
¥52
1セット


http://www.marutsu.co.jp/shohin_1259/
【MF1/4CC1000F】1/4W金属皮膜抵抗 100Ω 茶黒黒黒茶
¥21
2本


http://www.marutsu.co.jp/shohin_19288/
【GRM1882C1H330JA01D】1608チップ積層セラミックコンデンサー 33pF 10個入り
¥105
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_19286/
【GRM1882C1H220JA01D】1608チップ積層セラミックコンデンサー 22pF 10個入り
¥105
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_19303/
【GRM188B11H152KA01D】1608チップ積層セラミックコンデンサー 1500pF 10個入り
¥105
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_19297/
【GRM1882C1H221JA01D】1608チップ積層セラミックコンデンサー 220pF 10個入り
¥105
1セット

http://www.marutsu.co.jp/shohin_41734/
【#A921CY151M】面実装用固定インダクタ 150μH
¥94
2個

http://www.marutsu.co.jp/shohin_2280/
【EKMG160ELL471MHB5D】105℃電解コンデンサー 16V 470μF
¥73
2個

※実際に使用したのは中国製らしきJACKCON製。安物ほど良い。千石電商のが安いよ。
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=26D8-4GLB
東信工業 1CUTES471M 電解コンデンサ 16V 470μF
単価 ¥21


http://www.marutsu.co.jp/shohin_132750/
【PCMT36781104】積層メタライズムフィルムコンデンサ100V 0.1μF
¥42
2個


※実際に使用したのは手元にあったコレ。特にこだわりはない。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04916/
積層フィルムコンデンサー0.1μF50V 104 (10個テーピング)
¥200
1セット

¥1,140 + 送料¥472(税込)

合計¥1,612


どうでしょ。部品代としてはかなり安いと思うのですが。
抵抗やコンデンサは10個単位なので余りが出ます。
コンデンサは未選別でいいですが、抵抗はテスタで測ってなるべく同じ値でペアを組みましょう。



■回路図
※間違いなどあったら教えてください。
lxu-ot2_schematics_c3.png
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非公開コメント

No title

完成してからかれこれ3時間くらいずっと聴いてるんだけど、これ何がすごいかって、うるさいような曲を大音量で聴いても全然うるさくないんだよね。チェックするときにかなりの曲数をかいつまんで聴いてたんだけど、その時に五月蝿くて敬遠してたようなのまで今は全然普通に聴けるんだよなあ。
こういう音するヘッドホンアンプはそうそう無いぞ。

No title

なんか、ふと思ったんだけど、
回路がきちんと組んであったらオペアンプの違いってそれほど出ないのかもしれない。
不安定な動作状態ほど個体差が出るって考えられないかな。
LME系とOPA系と試してみたけど、付属のNJM4558DとNJM4556ADで全く不満がないんだけど。

言い過ぎかもしれんけど、ヘッドホンアンプのあるべき姿に仕上がったと思う。
けっこう色々な機器試してきたけど、こういう質感でないよー。

そういえば回路で1点変更あります。ヘッドホンの出力のとこのR4とR14は1.2kΩに変更です。カップリングを470μFにしたことに対するポップノイズ対策ですが、元々の220μFで10kΩってのも大きすぎるんですよね。

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No title

秘密のコメントの方

いえいえ全く関係ないですよ。
そこの系列の営業の人1人くらいは知っていますけど

No title

質問です。ご指導下さい。
 >ヘッドホンの出力のとこのR4とR14は1.2kΩに変更です。カップリングを470μFにしたことに
  対するポップノイズ対策ですが、元々の220μFで10kΩってのも大きすぎるんですよね。

Q1.一般的にR4とR14の役割は?
 私はHP無接続時の保護のためで、ポップノイズ対策とは考えませんでした。
 fixer様はR8とR10の33Ωを100Ωに変更されましたが、出力の高インピーダンス化と共に
 ポップノイズの軽減策も兼ねて変更されたものと思いました。
 いづれにしても10kΩはあまり役立たないように感じます。
 今使用のHPは電源ON(USB電源供給開始)時に「ブチッ」と大きな音がして壊れそうです。

Q2.fixer様はどのようなHP(??Ω ??dB/mW)を意図なされているのでしょうか?
 測定時の負荷は32Ωだったと思いますが・・・・メーカー/型式等でも結構です。

No title

前の初心者 さま

おつかれさまです。

R4,R5は無接続時の回路安定もありますが電源投入時、とくにヘッドホンを接続しない状態ですとしばらくの間、DCが出てきてしまいます。
まあ、ローインピーダンスのヘッドホンなら一瞬にして電位は落ち着くと思いますが、R8,R10がありますので多少時間がかかる場合があります。
また、USBを挿した後、10秒以内くらいにヘッドホンを挿すとバツッとノイズが出ると思います。
そこで電源投入後ヘッドホン出力に出ているDCをなるべく早くGNDレベルまでに放電して落とす役割がR4,R14にあります。

放電にかかる時間は先日のカットオフの話と同じ時定数の問題なので、10kΩ受けで470μFが入っていると大きすぎるのは想像つくと思います。そこでヘッドホンが繋がっていない時用に回路動作に差し支えのない程度の抵抗として1.2kΩを入れました。厳密な計算はありませんが、出力電流が大きくなりすぎたりヘッドホンの動作に影響を与えない値にしました。今回の改造で1.2kΩの余りが出るので使いましたが、おおまかな値でOKです。


使用されるヘッドホンの想定ですが、感覚的にですが、だいたい何でも動作する範囲に収まるように決定しました。
ローインピーダンスからハイインピーダンスまで十分鳴らせると思います。
音決めに使用したのはインピーダンス63ΩのSONY MDR-CD900STです。15年来の相棒ですが、こういう雰囲気の音は初めてかもしれません。大抵ローインピーダンスで駆動していたからでしょうか。


参考までにiPodの付属イヤホンを新旧2種類チェックしました。古い方はインピーダンス32Ω、新しいほうは40Ωくらいのようですが、聴いていられない程の大音量が出ましたよ。

R8,R10の100Ωで2/3程の電力がロスしてしまう32Ωのイヤホンでもこれだけ鳴る電圧があるわけですから、ハイインピーダンスのヘッドホンならヘッドホンに掛かる信号レベルはもっと高くなりますので心配いらないと考えていますがどうでしょう。

開放でレベルが2.65Vrmsですから、300Ωのヘッドホンだとどうでしょう。iPodのヘッドホン出力をそのまま繋ぐよりは電力が取れるとは思います。計算してみてください。

No title

fixer 様 ご指導、ありがとうございます。

私が使用したいイヤホン(SONY MDR-EX500SL 16Ω 106dB/mW)は、何の心配のなく十分に
鳴らせると思いますが、もう一方のヘッドホン(YAMAHA HP-1 150Ω 96dB/mW)は無改造で
通常の音量をVOL位置2/3回転位で聴いています。このヘッドホンは低感度でノイズも
聞こえない位です。
このことから、仮に全体の利得が無改造の4.6倍とすると、R8とR10の33Ωを68Ωに
変更する程度と直感的に思いましたが、音への変化は疑問です。

No title

前の初心者さまが何をやりたいのかがよく見えてこないのですが、
とりあえず現状ではU2の最大スイングが9Vp-pほどありますから、電源電圧が12Vであることを考えるとすでに最大出力です。
これ以上の電圧振幅が必要であれば電源電圧を上げるしかありませんが、例えば12Vから15Vに変えた程度ですと対して変わらないと思います。

出力の抵抗を変えてみたいのであれば、とりあえず変えてみて判断すれば良いと思いますよ。

No title

fixer 様 へ
いつも、ご指導ありがとうございます。
バカな内容で申し訳ありません。
 低インピーダンス/高能率と高インピーダンス/低能率の相反した
 ヘッドホンの両方を上手く鳴らしたい。
 しかも電源投入時の大きなノイズを少しでも緩和したい。
と言った思いでしたが、さらなるご回答は無用です。
ご回答いただいた内容で十分参考になります。

No title

そういうことでしたか。

まあ私の場合は、どんなヘッドホンを繋いでもボリューム最大でも歪まないし残留ノイズが目立たないように仕上げたかったので、それを達成できるように設計しました。
ボリュームが上げられるからといってノイズや歪が目立ってしまう機器は使っていて気分が良くないので。

ノーマルの状態だと低インピーダンスのヘッドホンだと音量上げると歪んじゃうんです。
Stereo誌のサイトには62.5mW+62.5mW(16Ω)となっていて、計算すると16Ωで62.5mWだと16Ωには1V掛かって、出力の33Ωには2.0625V掛かります。
よってオペアンプの出力端は3.0625V。p-pに変換すると8.575Vp-pですので電源電圧12Vからみると大体ノンクリップギリギリの振幅ということがわかります。
この時の出力電流は3.0625/49から62.5mAと、NJM4556ADの出力電流73mAから考えるとマージンがあるのですが、実際は32Ωの抵抗負荷でも負荷電圧1.3V、すなわちオペアンプ出力2.64Vで40mAの状態でも歪んでしまっていることになります。これの原因の特定まではしていないのですが、仮想GNDの揺れあたりが関係しているのかもしれません。

上記より、私の設計変更では間違いなく動作する範囲に出力を制限したのでレベルは下がっていますが、出力の抵抗が大きいのでヘッドホンのインピーダンスの差による出力電力の差としては少ない方向になっています。
歪の少なさは32Ω負荷ボリューム最大でTHD+N 0.0073%が出ていますのでわかるかと思います。

150Ωのヘッドホンで低能率のものを使う前提となると、もう少し追い込むこともできるでしょうが、いい落とし所が見つかるかどうかでしょうね。

No title

勝手に書いているだけなのであまり気にしないで参考情報としてください。

ちなみに、比較的音量が大きくとれるといわれているiPodでは最大出力が1Vrmsくらいで、出力インピーダンスはほぼ0です。

iPodに150Ωのヘッドホンを繋いだ場合は6.7mW得られます。
私の改造したものだと開放出力2.65V、出力インピーダンス100Ωから16.9mW得られる計算です。
悪くない値だと思います。


もしノーマルの状態で出力不足を感じていているのであれば、電源電圧を上げてゲインも上げるしかないですね。
歪については150Ω負荷だったら電源電圧上げたとしても歪まずに済むかもしれません。


あとは再生ソースのレンジの問題がありますね。録音レベルが低いソースだと不足になることはあるかもしれません。
でも、だからといってフルスケールで耳が壊れるような音量位置で聴くのもおかしい話ですよね。常にボリュームに手を伸ばして手動コンプレッサーするのも。

No title

あれ、32Ω負荷で8Vp-pでクリップするから、ピーク電流で82mAくらいか。73mAの出力電流ってrmsじゃなくてピークで考えないとだめなのかな。
オペアンプだから正弦波基準ってこともないよな。データシートの読解不足かな。おしえてえらい人

No title

例えばNJM5532のデータシートを見ると、600Ωを10Vrmsでドライブできますよって書いてあるんだけど、この場合の電流は16.7mA。ピーク電流だと23.6mAだ。

この範囲に収めると考えると、最大レベルが3.19VrmsのLXUOT-2というか12V単一電源のオペアンプの最大出力電圧で、出力にぶら下がる抵抗は出力抵抗とヘッドホンのインピーダンス合わせてトータルでざっと191Ω以上にしないといけないってことになるね。

NJM4556ADの最大出力電流73mAがピークだとして考えた場合はrmsで52mAか。この場合の最小負荷は61.3Ω。

NJM4556ADを使うとして16Ω負荷まで考えた場合は出力抵抗が45.3Ω。32Ω負荷なら29.3Ωでいいことになるけど、あれ、現状でクリップしてるな。おかしいな。

どこが間違っているんだろう。

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fixer

Author:fixer
http://fixerhpa.web.fc2.com/
Twitter @fixerhpa
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