LM386 ヘッドフォン アンプ

LM386 ヘッドフォンアンプ

今更ながら、LM386でヘッドフォンアンプを作成しました。

ケースは、電源故障でバラしたネットワークハブで、故障電源を修理して使用しています。

LM386は、古い小出力パワーアンプICで、作成例も多くお手軽ICなのですが、ヘッドフォンアンプには、ノイズが大きいと言われています。
ヘッドフォンアンプの作成例もなくはないですが、出力に抵抗をいれて分圧することで擬似感覚的にノイズ低減しているのが一般的なようです。しかし、それでは面白くないので、ここでは、アンプの原点に立ち返り低ノイズ化(−100dB以下)を図りました。(外部に別途NFBを付加する作例がありますが、LM386の内部構造は、一般的なオペアンプの差動アンプ回路とは別物なので異なるルートで多重でNFBが存在することになり、気持ち悪く、動作が不安定になる要素ともなりえると思います。)

手法としては、

  • アースの極力1点化(実は、作成したものは多点接地併用となっています。)
  • 電源品質を極力良くする。(安定化電源を使用)
  • 入力信号のインピーダンスを10KΩ以下にする。
  • 1pin(Gain)-5pin(output)に10−15Kの抵抗を接続してアンプのゲインを落とす。(作成したものは、10KΩを接続して最低増幅率としています)
32オーム負荷 ヘッドフォンアンプ 入力なし

結果、測定系の限界-100dBのノイズレベルを達成しました。

LM386 低ノイズヘッドフォンアンプ 内部
LM386 低ノイズヘッドフォンアンプ 内部
LM386 低ノイズヘッドフォンアンプ 配線面
LM386 低ノイズヘッドフォンアンプ 配線面

配線面は汚いですが、まぁ、試行錯誤の結果が見られるということで。。。。

32オーム負荷 ヘッドフォンアンプ 周波数特性

出力コンデンサーは、最初470uFでしたが、8Ω負荷時の低域特性が50Hzから低下するため、急遽1000uFを追加しています。これにより低域は20Hzあたりから高域は400kHz以上までフラットな特性となりました。
増幅率が低いので、結構ボリュームを上げることになりますが、32Ω程度のヘッドフォンなら十分に大きな音で鳴らせます。電源が入っているのを忘れるくらい静音(このアンプ自体は無音で、ソースのノイズのみ聴こえてきます。)で、歪率もICのスペック0.2%よりひと桁近く良いようです。(我が家の電源環境が最近悪化しているようで、測定環境の信頼性が低くなっていますので具体的数値は割愛)

参考程度に1kHz時の出力抵抗も測定してみたところ、0.5Ωでした。まあまあかな。クリップしない最大出力は、実測で110mW(8Ω)、64mW(17,7Ωソニー製インナーヘッドフォン)、36mW(32Ω)程度で、ヘッドフォンとしては十分大きい音量(とても長時間は聴きたくないほど大きい)と思います。仕様よりかなり低い出力なんだけど。。。。

実測波形から、中点が結構ずれており、これを修正するだけでもっと大きな出力をえることも可能と思います。単純に動作電圧(10V程度)をもっと大きく13.5Vとかにするのもありと思います。

ん〜、ループバック兼バイアス抵抗を大きく変更しているのでそのせいかな。
10kΩにコンデンサーを直列して直流バイアスに影響しないようにして、其の分バスブーストになるので、相反するように出力コンデンサーの容量を下げられると、そのさじ加減でいい感じになるかもですが、商業設計ではないので、単純に無極性4.7uF あたりを直列に追加して、バスブーストを無視できるようにするのが簡単かな。

あと、技術資料の中にー入力pinはできたらコンデンサ経由でGNDに接続との記載を見つけ、そのようにしていますが、多くの事例通り直接GNDに落としたほうが良いのかもしれない。(。。。気が向けば試してみようか。。。。。十分実用的な性能なので腰が重い。。。。これでスピーカーを鳴らしたくなったら試そうかな)

32オーム負荷 ヘッドフォンアンプ 1k入力ひずみ

容量の大きめのコンデンサを信号ラインに使用していることもありポップ音が大きいのでリレーで低減するようにしました。ミュート時はアンプ出力が抵抗を介して、ヘッドフォン端子は直接GNDに落ちるようにしています。
この部分はあまりに手抜きなので回路図は公開しません。市販の安価な中華製のディレーリレー基盤を使うと簡単だと思います。Power Off時の対策にはアンプ回路とリレー回路でOFFになるタイミングを変える工夫が必要かもですが。。。。

LM386 低ノイズ ヘッドフォンアンプ回路図(アンプ基盤のみ)

基板を固定するのに接着式基板スタンド SPT300
を使用しました。金属の筐体に穴を開けるのは結構大変ですが、これを使えば簡単です。


投稿日

カテゴリー:

,

投稿者:

タグ:

コメント

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 が付いている欄は必須項目です

CAPTCHA