2010年02月21日

iPhone用ヘッドホンアンプの設計・製作

いつもお世話になっている方より、与太話中に何気ない一言を頂く。

iPhone用のヘッドホンアンプを購入したが、期待したほどの音質ではない。
(オヤイデ fiio-E5)
オリジナルで作れないものかどうか。。。


私見としては、、、

標準装備のヘッドホン端子で十分では???
わざわざ外部接続でヘッドホンを駆動させて音質改善するものかどうか。。。

とはいうものの、標準ヘッドホン端子で聞く限り、こもった音であることは否めず、真空アンプを設計した事もあり、じゃぁ、いっちょやってみるかという事に。

一般的なヘッドホンアンプの概念
コンポなどは8Ωインピーダンスのスピーカを駆動させるが、
ヘッドホンの場合このインピーダンスが16Ω程度である違いしかない。

結局のところ、やる事はコンポと全く同じ。


ヘッドホンアンプ(携帯型)を作ろうとすると???

エネルギー供給源は電池しかあり得ない。

でもどんな電池を使う?

1)乾電池:ランニングコストが高くつきそう。。。
2)ニッカド電池:継ぎ足し充電が不可。毎回使い切らないといけない。
3)ニッケル水素:これも一応継ぎ足し不可。
4)エネループ:中身はニッケル水素だが、継ぎ足し可能なように改善されている

5)リチウムイオン:専用の充電回路を装備するのが面倒。発火爆発の危険がある
。爆発させる自信も実績もある。
6)鉛バッテリー:理想的だが重い。。。
7)プルトニウム電池:ロシアから輸入する?税関通る?ダダ漏れ放射線をどうや
ってシールドする???
8)太陽電池:使用場面が著しく限られてしまう。

検討するまでもなく、4番が実用的ですね^^

今回のヘッドホンアンプに求めるもの

1)何はともあれ、ノイズはご法度。耳に直接当てて聞くものだから。
2)なるべく低電圧(4本以内 できれば2本で)
2)電池長持ち^^ 1日以上は持たせたい。 となると、A級アンプは除外^^

今回は、省電力且つローノイズなICであるSTマイクロエレクトロニクス社の
TS487/489をチョイス。
ネット上に作例が全く無いので不安だけど、何とかなるでしょう^^

ヘッドホンアンプ回路図.GIF

実際に回路図を引っ張ってみると、よくあるオペアンプを用いた回路で、
若干毛が生えた程度の難易度である事が判ります。

若干の工夫としては、一般的なアッテネータ入力をせず直結として、フィードバッ
クゲインを可変とする事で、回り込んでくるノイズを打ち消します。

今回はやらないけど、そのうち何とかしたいものとして

トーンコントロール(パラメトリックイコライザ)

008c.gif

はるか昔より、レコードを聴くためのフォノイコライザでも用いられた古典手法。
低音成分の記録は溝を大きくしてしまうため、低音成分を減衰させて記録されており、再生機器で低音をブーストさせる手法をとっていた。

このCRフィルタ回路で実現するにも、フーリエ変換、ラプラス変換の方程式を解くのが面倒。。。
(算数に強い方、手伝って下さい^^)
又は、製作依頼があれば、その時に計算しよう^^

 これまた一般論で申し訳ないが、ローインピーダンス信号を受けてハイインピーダンスのアンプで増幅しないと特性が出ない。
よって、プリアンプを積む必要があり、回路規模が大きくなっちまう。。。
ボリューム1〜2個を積むスペースも無い

 専用ICは12V駆動だったり正負の電源を要するものばかり。。。エネループ10本
使う???
日本無線:NJW1119A
東芝:TA7630PG
リニアテクノロジー:LTC1068

 どうするよ。。。
 って事で先送り決定!


お次は、iPhoneからオーディオ信号を取り出すケーブルを作成します。

画像 142.jpg

J&Pで叩き売られていたFireWireのiPod-Dockケーブルを用います。
FireWireのインピーダンスは110Ωだけど気にしない^^
6本構成だから、2本ずつ束ねたら55Ωだ^^

ピンアサインは、いつもお世話になっている下記ページより失敬しました。

http://pinouts.ru/PortableDevices/ipod_pinout.shtml
画像 158.jpg

21番ピンに68kΩを繋げとありますので、そのように結線します。
11番ピンをGNDに繋げとありますので、15番ピンへ結線します。
3番ピンが右チャネル、4番ピンが左チャネルになっています。

コンデンサのエージング

半田付けによって損傷するため、耐圧近くにて数時間〜数百時間のエージングを行います。

画像 176.jpg

東重工業のエージング炉

メーカー品では考えられない手間をかけます。
手作りならではでしょうが、料理と同じで手間をかける事と味が良くなるでしょ

電源は廃棄したノートPCのACアダプタを改造したもの。
ICの耐圧は低いので、搭載せずに電圧をかける。
万一の発火に備えて炉に入れてエージング。
決して自宅がオール電化となった事で不要となった土鍋ではありませんw

気になる消費電力は、、、

ボリューム中間:5mA
ボリューム最大:10mA
単4電池容量:700mA/h
単3電池容量:2000mA/h
単4予想駆動時間:連続70時間〜140時間(普通に使えば5日持つ)
単3予想駆動時間:連続200時間〜400時間(普通に使えば16日持つ)

ホントかな@@;
posted by のりすけ at 06:06| 兵庫 ☔| Comment(0) | TrackBack(0) | iPhone | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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