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ポータブルヘッドホンアンプを自作しています。
Yorkminsterの回答
- Yorkminster
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>> 通常のアンプ ～ 増幅回路の部分 // この辺りが、「何をもって通常というか」によります。 いちばん簡単な、オペアンプ1個のヘッドフォンアンプだと、複数のヘッドフォンを並列接続するのはあまり望ましくありません。オペアンプは電圧増幅素子であって、出力電流は多くない（多めのものでも50mA Typ.くらい）ので、ヘッドフォンのように負荷が重いのは望ましくないからです。 一方、出力インピーダンスが十分に低い回路であれば、並列接続しても大丈夫な場合もあるでしょう（もちろん、ケースバイケースなので、現物の回路を見てみないと分からない）。その際は、ヘッドフォンのインピーダンスが異なること自体は、それほど問題ではありません。もっとも、インピーダンスや能率の差によって個々のヘッドフォンの音量が異なる、ということは十分にあり得ます。 異なるヘッドフォンを使いたいとか、同機種であっても音量を別個に調整したいとかなら、ボリュームからして別々にしなければならないので、改造するというよりは新しく作り直すのと大差ありません。 >> 出力負荷とはOPAの出力の全体の負荷が600Ω以下であればよいということですか？ // これは、逆です。 ふつう、増幅回路で「負荷が重い」というのは、「たくさんの電流を要求される」という意味です。したがって、より電流が流れやすい「低抵抗」の方が「負荷が重い」のです。 これは、オームの法則をちゃんと理解していれば難しくはありません。すなわち、上記のとおり一般的なオペアンプは電圧増幅素子ですが、電圧増幅回路では「電圧比でxx倍に増幅する。その結果、何アンペア流れることになろうが知ったことではない」という考え方をします。オームの法則は、 I = E / R ですから、電圧(E)が同じなら抵抗値(R)が小さい方が電流量(I)が大きくなります。より多くの電流を送り出してやらなければならないので、「増幅回路の仕事量が増える＝負荷が重い」ということになります。 したがって、オペアンプで「600オームの負荷に対応」ということは、「負荷は600オーム以上で使え」という意味です。たとえば、1kオームとか10kオームとかです。逆に、「600オーム未満（100オームとか50オームとか）の場合、正常な動作は保証しない」ともいえます。 このことから分かるように、もともとオペアンプにヘッドフォンのような低インピーダンスの不可を駆動させることは、本来の用途からは外れています。ただ、「出力電流量が、オペアンプが壊れない程度に少なければ」辛うじて増幅素子としての役割を果たせている、というだけです。 （ただし、電流量以前の問題として、その負荷に十分な電流を流すために必要な電圧に満たない、という意味で「負荷が重い」と表現するケースもあります。たとえば、ポータブルプレーヤーのヘッドフォン出力は、16オームとか32オームとかのヘッドフォン/イヤフォンを前提にしているので、電圧は最大でも1V程度［それでも30mAくらいは流れるので、30mWにはなる］ですが、そこに家庭用の大型ヘッドフォン［たとえば100オーム］を繋ぐと10mW程度まで落ちるので、能率が同じでも20dBもの音量差が生じます。そのために必要な音量が得られない現象を指して「負荷が重い」と表現することもできますが、これはまた別の話です。） >> 改良を加えて // もともとの回路次第ですが、改造が前提なら、ある意味で何とでもなります。 たとえば、電流バッファを追加するのが現実的でしょう。バッファとしては、トランジスタで組んでも良いですし（よく見かけるのはダイヤモンドバッファ）、バッファ専用のICも何種類か出ているので（たとえばBUF634、LME49600、TPA6120など）、それらを使っても良いでしょう。 中にはオペアンプを何10個と並列化してスピーカーを駆動できるパワーアンプにまで仕立てている人もいるので、そういう手もあるといえばありますが、実際にはなかなか難しいでしょう（1から設計するならともかく、改造となるとなおのこと）。
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