【レビュー】ヘッドホンアンプとACアダプターを作ってみた

少し前から材料を集めたりして作っていたヘッドホンアンプとACアダプターが完成しました。
今回は2つ同時製作になったので時間がかかってしまいましたが、のんびり1ヶ月くらいでしょうか。

初のユニバーサル基板を使った製作でしたのでじっくり念入りにチェックをしつつ進めました。
回路の設計等はもちろん自分で出来るハズもないのでwebにて情報公開されておられる方の製作例を参考にさせていただきました。

 link >>  A47、CMOY、シリーズ接続…回路切替式HPA(DCサーボ付き)。 桐井研究室
 link >>  トランスを用いた自作ACアダプタ （正負電源出力仕様）。 桐井研究室

回路図はもとより実体配線図に部品表までこれでもかというくらい丁寧に公開されており、私のようなド素人でも完成させることが出来ました。
web上でこういった情報を無償で公開されておられるサイト様には初心者としてはとても助かります。

上記サイト様を参考にさせていただきつつ、部品を集めてIllustratorで改めて実体配線図を描いて製作しました。
改めて描いたのは、集めた部品の大きさが公開されていた実体配線図に合わなかったので位置や向きを変えなければいけなかったためです。

特にヘッドホンアンプは、220pFのフィルムコンデンサーがやたらに大きくなってしまったのでサイズが大きい基板で配置を変えて製作しました。
今回使用した基板上の部品は上記サイト様で公開されている物ほぼそのままで、そこにケースや端子類をプラスしています。

主な使用部品は以下のような感じです。

ヘッドホンアンプ

• オペアンプ：MUSES 8920D、LT1112CN8、LME49720NA 各(1)
• 抵抗：PRP (5)
• 電解コンデンサー：ELNA (5)
• フィルムコンデンサー：WIMA (5)
• マイカコンデンサー：Silver Mica (5)
• ボリューム：Linkman R1610G-QB1-A103 (2)
• ヘッドホンジャック：SWITCHCRAFT 12B (6)
• 電源端子：RS 3極丸形コネクタ (3)
• RCA端子：Linkman RJ-2003/R、/w 絶縁型 (2)
• ケース：タカチ HEN110412S (2)

ACアダプター

• トランス：Nuvotem 70053K (3)
• 三端子レギュレータ：JRC 7815FA、7915FA (1)
• 電解コンデンサ：ニチコンKW、MUSE KZ (1)
• フィルムコンデンサー：ルビコン メタライズドポリプロピレンフィルムコンデンサ (1)
• ショットキーバリアダイオード：新電元工業 D15XBS6 (1)
• インダクター：サガミエレク 7313NC-331K-RA (2)
• 電源端子：RS 3極丸形コネクタ (3)
• ACインレット：TDK Lambda RPE-2003 (1)
• ケース：タカチ MB-4 (3)
• 電源スイッチ：フジソク 8C1011-Z (4)

購入店は、(1)秋月電子、(2)マルツ、(3)RS、(4)モノタロウ、(5)Garretaudio、(6)サウンドハウスです。

ヘッドホンアンプとACアダプターでコンデンサー等のメーカーが異なるのは、当初はACアダプターのみ試しに作ってみるつもりだったのでパーツの購入時期がズレて購入店、使いたいパーツが変わってしまったためです。

各基板作成

最初にACアダプターの試作基板から作り始めました。
試作基板は手持ちの余ったコンデンサーや安価な部品を使ってユニバーサル基板の配線作業に慣れるために作ってみました。

その後、本番の基板各種を作り始めました。

まずは、ユニバーサル基板を使って各パーツを作りました。
今回はプリント基板ではないので位置を間違えないように気をつけるのがなかなか大変でした。

最初に脚を付けてテーブル風にした基板に部品を載せて配置を確認してから同じ基板をもう1つ裏返しで同じように用意して、載せ替えつつ半田付けしました。

ACアダプターは、初めてユニバーサル基板で作るものだったので安価なパーツを用意して試作してみました。
この試作と本番のために2つも実体配線図を描くハメになりましたが、これでだいぶ実体配線図描きにも慣れてきました。

配線にはスズメッキ線を用意しましたが、ほとんどは抵抗やコンデンサーの切った脚を使ってしまいましたのであまり使いませんでした。
トランスが載っている基板では100Vに繋がっているので念のために太めの1mmスズメッキ線を使っています。

実際にやってみるととなりの配線とくっつかないように気をつけたり、長い距離を引き回したり・・・なかなか大変ですが、アレコレ考えながらやるのは面白いですね。

この基板状態でケースに入れる前に仮の端子、ボリュームを取り付けて音出ししてみました。
最初、GNDがループしていたらしく上手く音が出なかったのですが、修正したところ無事に音が出ました。

ケース加工

製作で1番面倒くさくてやっかいなケース加工です。

まずはIllustratorでケースの寸法に合わせて穴の位置を普通紙に印刷して、それをケースにあてがってポンチで印をつけます。
その後、電動ドリルで穴開けをしました。

今回は、少しでも手間を省けるように開ける穴のサイズに合わせたドリル刃を何本か用意しました。

三菱マテリアルの穴開け上手は、ドリルの先端が平らになっていてホルソーのような感じで穴開けが出来ます。
穴のフチのバリが少ないので後処理が楽です。

特に3mmはよく使うのでこれ1本だけでもだいぶ違いますね。

写真ではフチが盛り上がっているように見えますが、タカチMB-4の保護フィルムです。
3mm穴は、開けっ放しで後処理をしないでネジ止めしました。

5.7mmという中途半端なサイズのドリル刃は、わざわざ探して買ってしまいました。
ACアダプター全面のLEDブラケット用です。

このブラケットは穴の余裕がほとんど無いのでちょうどサイズのドリルで1発で穴開けしたかったので用意してみました。
ただ残念なことに刃が長い上に作りが良くなくて、初期不良なのか回すとブルンブルンと軸ブレしてしまいました。

なんとか穴を開けることは出来ましたが、1mm厚のMBケースで助かりました。
2mm厚のHENケースでしたら思わぬ破損があったかもしれません。

大きいRCA端子と電源用の3極丸形コネクタはステップドリル、ACインレット穴はハンドニブラーでパチパチ切りました。
各丸穴の微調整はシャーシリーマーで行っています。

ドリル刃の不良でせっかくのちょうどサイズの穴も若干の調整はしましたが、かなり早く穴開けが出来ました。
ただ、3極丸形コネクタとACインレットの固定用3mm穴は結構ズレてしまってリーマーでだいぶ穴を拡張しました。

ケース内配置

1番楽しい最後のケース内配置ですが、位置が合っているかドキドキの瞬間です。
穴開け前にIllustratorにて実寸で位置を決めてありますが、たまに間違えていたりすることもあるので・・・。

穴開けさえ終わればあとはネジで留めて配線するだけです。

各基板、端子類との配線は、日本圧着端子製造のEHコネクタを使って着脱できるようにしてあります。
部品を変えた基板を作って基板ごと簡単に取り替えられます。

配線もこだわってみようかと思いましたが、安価なUL1007 AWG22 耐熱ビニル絶縁電線を使いました。
色はわかりやすく赤白黒で揃えてみました。

しっかりした規格品の電線なのでとても使いやすいですね。
コネクタで外せるのであとでもう少しオーディオ向きの配線に変えても面白そうです。

ACアダプターのインレットには一度使ってみたかったTDKラムダのノイズフィルターを使っています。
部屋にPC関連の機器が多いので少しでも効果があればありがたいです。

インレット型なので取付は楽です。

ボリュームは、東京光音の高価なやつを使おうかと思ったのですが、ネットで評判の良かったマルツのR1610Gを使ってみました。
安価なボリュームなのですが、これで引っかかって直すのにだいぶ時間がかかってしました。

ケースに取付が終わって音出ししてみると明らかに音がおかしかったのです。
基板状態で仮配線して音出しした時と同じ配線なのですが、部品は変わっていました。

どこがまずいのかコネクタを外して仮で作ったボリュームに取り替えてみると普通に音が出ましたので、ボリュームが原因でした。
せっかく熱収縮チューブまで使って綺麗に配線したのですが、取り外して交換する羽目になりました。

安価だったので余分に3個買っておいて正解でした。
配線が見苦しくならないようギリギリの長さで作っていたので切ったところで長さが足りなくなってしまったので圧着端子を使って延長してあります。

配線の途中に見えるコブのようなものが圧着端子です。

ボリュームを取り替えてみると普通に音が出るようになりました。
ちゃんと音が出れば、回したときのトルク感も悪くないですし値段も安くて良いボリュームだと思います。

完成

実体配線図作成、部品集め、基板の半田付け、ケース加工などなど、チマチマ作って1ヶ月ほどかかってしまいましたがなんとか無事に完成しました。

ACアダプターとヘッドホンアンプの接続には内部配線で使ったAWG22の電線を3本使って接続コードを作ってみました。
余っていたナイロンチューブを被せ、熱収縮チューブで処理して完成です。

RSで購入した3極丸形コネクタは金属製でロックも出来るのでなかなか良い感じです。
許容電流も2Aあるので十分かと思います。

基本的にあまり離さずに使おうと思うのでコードは短く作りました。


今回の部品でこだわりたかったものの1つがヘッドホン端子です。
最初はNEUTRIKのNJ3FP6Cを使う予定だったのですが、穴経が大きい上に変な出っ張りがあって加工が大変そうなのとケース内部にあまり余裕がなかったので諦めました。

その後、色々見てSWITCHCRAFTのジャックに落ち着きました。
端子がむき出しで無骨な感じがしますが、かっちりハマってとても良い感じです。

はまり具合は若干固めですが、前面の六角ナットがなかなかカッコイイです。
付属のナット1個だけではネジ部分が出っ張ってしまってイマイチなので、長さ調整用に別売りの六角ナットを用意して裏側に1枚挟みました。

このナットだけはAmazonのマケプレで100円ほどで購入しました。


使用部品のこだわりは特にヘッドホンアンプにあります。
抵抗は、以前からメインで使ってみたかったPRP、電解コンデンサーはELNA、フィルムコンデンサーはPRPと色あわせで赤いWIMA。

色かよ！という突っ込みが入りそうですが、見た目も大事です。
赤もしくは黒い基板があれば尚良かったんですけどね。

PRPの抵抗は、普通の抵抗のように帯線が入っておらず数値が記載されているので私のような初心者でも区別しやすいのです。
DALEの納豆色よりもなんとなくいい音がしそうな、そんな気がして選んでみました。


ボリュームつまみにプレートを付けてみたのですが、ACアダプターと重ねると金庫のように見えてしまいました。
マルツで購入したプレートなのですが、しばらく使ってみて外すかどうか考えます。

ボリュームのナットではさんで固定しているだけなので取り外しは自由です。


ケースは、どちらも当初は安価なタカチのアルミケースを使おうかと思っていたのですが、完成基板で音出しして思いの外良い音だったので贅沢にHENケースにしてみました。
ボリュームつまみも以前製作したアンプと同じくサトウパーツのちょっと高いアルミ製のものを使っています。

同じケース、同じつまみなので重ねて使うと統一感があります。

ACアダプターのほうは、HENケースでちょうど良いサイズが無かったのと、ACインレットで大きい穴を開けるのに1mm厚の方が良かったのでMBケースにしました。
どちらもなるべくスイッチや端子類は少なくしたかったので、電源LED、スイッチはACアダプターのみに付けてあります。

自作で作っているサブシステムは横幅110mm前後で統一しているのでケースの選択肢が限られてしまうのが辛いところですが、タカチのケースは使いやすいので気に入っています。
ACアダプターを別筐体にすることでまたヘッドホンアンプを作ったときに電源が使い回せるのはありがたいですね。


若干失敗したかなというところは、ヘッドホンジャックの位置でしょうか。
基板との干渉を考えて中心から少し上にずらしたのですが、いざ配線してみると全然余裕がありました。

中央配置なら縦置きでも違和感なかったんですけどね。


今回初めてEHコネクタを使って基板上で配線が取り外し出来るようにしてみましたが、これが思いの外便利でした。
接点が増えるのである程度音質に影響があるかもしれませんが、パーツ毎に簡単に付け外しが出来るのはあとでメンテナンスをするにも楽です。

VUメーターで使ったQIコネクタも便利でしたが、小型でカチッとロックできるEHコネクタはより安心感がありますね。

似たようなコネクタはいくつか種類があるようですが、ネットで色々見てからモノタロウで日本圧着端子製造のEHコネクタを購入しました。
ENGINEERのPA-09で圧着していますが、慣れると端子の圧着はなかなか楽しいです。

感想

そして、完成後の気になる音質です。
試聴は・・・。

ネットワークオーディオプレーヤー：Olasonic NANO-NP1
D/Aコンバーター：Topping D20
ヘッドホン：beyerdynamic DT990Pro

以上を使って霜月はるかの10周年記念アルバムを聴いてみました。

一聴して、製作者様のwebページにあるように聞いた感じのノイズ感が違いますね。
不思議な静けさを感じます。

電源を分けたためか、音の濁りがなく、とてもスッキリ聞こえます。
とてもグシャグシャの半田付けから出てくる音とは思えません。

かといって楽器の音など明瞭になりすぎて聞きにくいということもなく絶妙な感じです。

写真で言えば、後処理のシャープネスのかけ具合がビシッと決まった感じですね。
ボーカルはもう少し柔らかさが欲しいかなという気はしますが、これは使ったヘッドホンの特性もあるでしょうしオペアンプの交換や今後のエージングでも変わってきそうです。

音の傾向は変わりますが、メインで使っているORB JADE casaと比べても決してひけをとらない音だと思います。
聞き比べてみるとJADE casaはちょっと調味料が多すぎる料理のような感じがしてしまいます。

私はただ組み立てただけなので偉そうなことは言えませんが、とても魅力的な音色を聴かせてくれました。


今回は、ヘッドホンアンプとACアダプターという2つを同時製作となりましたのでアレコレやっているうちに1ヶ月もかかってしまいました。
少しずつ製作してきましたが、大変ではあるもののとても面白かったです。

初心者が製作に挑戦出来るための回路図や実体配線図等を公開されているサイト様には大変感謝です。
今回参考にさせていただいた桐井研究室様にはこの場でお礼を申し上げます。