2013.09.03

【AMB Lab M3 Headphone Amplifier】2台目を製作

暇を持て余した夏期休暇の工作にと、
AMB LabのDIYヘッドホンアンプ、M3を製作しました。
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当機の製作は二台目になります。
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【1台目の製作レポートはこちら】
【AMB Labs M3 DIY Headphone Amplifier】製作レポート
【AMB Labs M3 DIY Headphone Amplifier】改修レポート
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2台目の製作動機は、ズバリ「プリアンプ機能の追加」。
OPA627を載せた当機の音は掛け値なしに素晴らしく、
この息の飲むような濃厚な音がスピーカーで聴けたらどんなに良いか…と常々思っていました。

また、当機にはバスブースト機能があるので、
うまく使えばサブウーファーも不要…と思う。

今回は、ヘッドホンアンプのM3基板に加えて、
より安全に愛用できるように、
ヘッドホンアンプの遅延リレーとオフセット除去機能が備わっているε12基板を一緒に注文しました。
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製作にあたり、強力な電動ドリルと精密圧着ペンチを購入し、
より良い出来を目指します。
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1日目、電動ドリルでケースに穴を開けました。
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電動ドリルは想像以上に出力が強い暴れ馬で、僕のようなちょっとした電子工作に使うには
ちょっとオーバースペックすぎた…
丁寧に作るには「ドリルスタンド」が必要そう。

2日目、ミューティングディレイ回路のε12基板のパーツと、
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M3ヘッドホンアンプの基板に部品を実装しました。
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3日目、内部配線とケーシングを行い、
無事に完成!
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前面。
左からLED、ヘッドホンジャック、バスブーストつまみ、音量ボリュームつまみ。
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ヘッドホンジャックは、ノイトリックのXLR/TRSコンボジャック(スイッチ機能付き)を採用して
見た目の良さも意識してみました。
LEDはぺるけさんも愛用している、スタンレーのつや消しタイプ…の5mmサイズを見つけたので
これを採用してみました。これは良いものだ。
(型番を調べたところ、5385Xというシリーズのようです。)

背面。
左奥がRCA入力、中がプリアウト、右がDC電源入力ジャック。
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余計なスイッチ類は排除し、
当機と組み合わせるσ11電源ユニットのほうでスイッチを管理することにしました。
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電源投入後、10秒経つと遅延リレー回路のε12が動作し、音が聴こえるようになる仕組みです。

また、ε12にはオフセットのプロテクト機能があります。
本来、M3ヘッドホンアンプは純粋なDCアンプなので、オフセットが出ているDACと組み合わせる事が出来なかったのですが、
今回の2台目は接続機器を選ばずに使用することができます。


底面。
こちらも穴を開けて、放熱効果アップを狙っています。
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(狭い我が家の設置環境の都合上、一箇所ゴム足をずらして貼り付けています)

実装基板に使用した部品は1台目と大きく変わりはなく、
抵抗のDALE RN55をタクマンREYに変更、
フィルムコンデンサのWIMA MKS2をKEMET MMKに変更、
電源デカップリングのコンデンサをPANASONIC FCからFMに変更した程度です。
amb_m3_2_008.jpg
前回同様、ゲイン設定は5倍にしました。
またオペアンプはOPA627一本で行くと決めたので、このオペアンプを使用した時に最大のパフォーマンスが発揮できる調整をしています。(積層セラミックの容量変更)

さらに、今回はプリアンプとしての機能を意識し、
バスブースト設定に関わるフィルムコンデンサの容量を調整し、前回よりもやや強めのブーストがかかるように設定しています。
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内部配線は扱いやすい普通の耐熱電子ワイヤーAWG24を中心に、
電源部のみ、DC接続ケーブルの線材と合わせてオヤイデのUL1430(PCOCC-A)を使い、
撚ってから熱収縮チューブでまとめています。
圧着工具を使ったコネクタ接続配線は初めてでしたが、
気軽に基板だけを取り出すことが可能となり、メンテナンス性が格段に上がって安心感があります。
もっと早く買っておけば良かった…。


失敗した点といえば、
前面のノイトリックのコンボジャックとLEDの接続コネクタが干渉してしまい、
コネクタが押しやられる形になってしまいました。
amb_m3_2_011.jpg
かなり強引ですが、なんとか収まっています。
LEDはM3基板の隣にラグ板を立てて設置しています。



背面。左から電源入力のDCジャック、プリアウト、ε12ミューティングディレイ基板、RCA入力ジャック。
こちらもギリギリでしたが、なんとかε12基板が収まりました。
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ぺるけさん設計のFET差動ヘッドホンアンプの仕様を参考に、
ヘッドホンプラグを挿していないときはプリアウトから音声信号が出力され、
ヘッドホンプラグを挿すとプリアウト側はミュートされる仕組みになっています。
この時、プリアウトの信号は背面中央に伸びているアースラインに半田付けされた330Ωの抵抗で接地され、
不要なノイズが出ないように処理してあります。



しかし製作翌日、
さっそく音が出なくなってしまうという事態が。


電圧を測定してみると、電源回路の途中で異常が発生しているような…。

電子回路に詳しい方のアドバイスをもらった所、
下記のトランジスタ部品の半田付け不良、または部品不具合が疑われる事がわかりました。
(いつもありがとうございます…!)
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内部配線を全てコネクタ接続としていたため、非常に修理もしやすく、これぞ不幸中の幸い。

該当箇所の部品を注文し、翌週に交換してからは元気に音楽を聴かせてくれています。

当機は1台目と変わらずウォームで重厚、上品な音印象で、とても僕好みです。
プリアンプとしても満足のいく仕様と音で、作って良かったなあ…としみじみ思います。

自分で組み立てたアンプから音が出た時のうれしさは何度体験しても格別なもので、また何か作りたい気持ちになります。(スパイラル)
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Posted at 01:05 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |
2013.02.04

【AMB Labs M3 DIY Headphone Amplifier】改修レポート

MOUSERで注文した部品が到着して
念願のObjective2製作準備が整いました。

が、その前に、いくつかやりたいことがあります。

手始めに、昨年に製作したAMB Labsのヘッドホンアンプ、
M3の改修を行いました。
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このM3ヘッドホンアンプ、そろそろレビュー記事書こうかな…と思っていた頃なのですが
製作後にいくつか気になる点が出て来ました。
以下のような点です。

・ゲインが少々高いのが気になる
・やや硬質な音印象で、僕の好みの音傾向ではない
・一部の内部配線の強度が不安
・ヒートシンクを足付きタイプのものに変更したい


まず、ゲイン設定について、
AMB公式のパーツリストのデフォルト設定は「利得11倍」となっています。
ぺるけさんのヘッドホンアンプや、LEIJINEさんのヘッドホンアンプの初期利得設定がかなり低め(2~3倍程度)であることを考えると、これは相当に高いことがわかります。

高インピーダンスのヘッドホンを楽々ドライブできる!というのが高ゲインの利点…らしいのですが、
利得2倍設定のLEIJINE A496 type1で、僕の手持ちの高インピーダンスヘッドホン、
k702、HD650が余裕でドライブできていることを考えると、やはり利得はほどほどで十分のようです。

僕のM3は7倍の利得設定で組み上げたのですが、
最もノイズを拾いやすい低インピーダンスヘッドホン、MDR-Z1000を接続した時に
ごくごくわずかにフロアノイズが聴こえるのが気になっているので、
利得7倍⇢5倍に下げて、ノイズ低減と音量調整バランスの改善を計ります。


次に、「僕の好みの音傾向でない」という点。

柔らかく聴き疲れのない、僕好みの素晴らしい音を聴かせてくれる「ぺるけ式FET差動ヘッドホンアンプ」という比較対象があるため、
つい神経質で硬質な音が耳に入ってくると、気になってしまいます。

僕のM3にはアナログデバイセズのハイエンド・オーディオ向けオペアンプ、
AD8610を3枚載せているのですが、
寒冷系で固めの音印象で、音の分離と表現力が優れている印象です。

これはAD8620を載せたLEIJINE A496 type1の音イメージと被るところがあり、
このオペアンプの音質特徴で、M3の出音に深く関わっているのだな、と確信しました。

よって、オペアンプを変更すれば僕好みの音質変化が期待できそうだ!と思い、
ちょうどその時MOUSERで安く売られていた、以前から気になっていたオペアンプを注文しました。
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とうとう買ってしまったOPA627AP 三枚(下段)

(注文当時は1750円で売られていたのですが、2月に入って値上げになったようです。)
※2/11現在、RSコンポーネンツで1700円で販売中です。安い。

「とりあえずいい音を聴きたいから、OPA627に差し替えればいい」という安直な考えが嫌だったので
スルーしてきたのですが、
M3は自分で組み上げたヘッドホンアンプだし、
このくらいの贅沢も許されるんじゃないかな…!と考えを改めた次第。
市場価格比で安く売られていたというのが後押しになりましたが。

僕のM3は、リニア電源ユニットSIGMA11から、安定化された24Vの直流電圧を受け取って駆動する仕様となっており
各チャンネルのオペアンプに流れる電源電圧を測定した所、22vの電圧が流れている事を確認できます。
これは、OPA627を始め、様々なオペアンプの実力を引き出すのに十分な電圧であり
差し替えの効果も十分に期待できる!…はずです。


というわけで、M3のケースを開けて
気になる点を改修していきました。

そのうちポッキリ行きそうな直配線部をグルーガンで固め、
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MOSFETにネジ止めするヒートシンクを足つきタイプのものに変更し、グラつかないように改善。
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ゲイン設定用の抵抗を交換し、利得を7倍から5倍に変更。
そしてオペアンプをAD8610からOPA627APに差し替えて、
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改修完了!
amb_m3_034.jpg
さらに、半固定抵抗器を調整し、
各チャンネルに流れる電流量を15%増やし、低インピーダンスヘッドホン向けのグレードアップを図りました。


以上の改修で、
利得を下げたことによりMDR-Z1000接続時に無音状態でごくわずかに聴こえていたフロアノイズが消失し、ボリューム調整がしやすくなり、内部配線とヒートシンクを固定したことで、より安心して使えるようになりました。


そして、オペアンプをAD8610からOPA627APに差し替えた音質変化ですが、想像以上に変化が大きく、
鳴らし始めの数十分は高音が荒れていて不安だったものの、
すぐに落ち着いて来ました。(本来の音になるのはもう少し通電が必要そう)

一聴して低音が豊かになり、高音は適度に刺激が抑えられたため、理想的な僕好みの音バランスになったように思います。
フラットではない印象。

聴きこめば聴きこむほどに、強烈に音の実体感を意識させられる印象で、
抽象的な表現となりますが、「音楽性が高い」音作りと感じます。
オペアンプの差し替え程度で、このような変化が得られるとは思いませんでした。

OPA627はとにかくべた褒めの記事が多く見られるため、
「高ければ高いほどいい音」の思い込みに囚われているのではないか?と思っていたりして、
注意深く、かなり疑ってかかったのですが…
僕が間違ってました。OPA627の音、大好きです。


地味な改修でしたが、効果は想像以上に大きく、
大成功でした。

1月は、ややハイペースに色々作りすぎた感があるので、
今月はちょっとずつ、じっくり味わいながら電子工作していこうね…

Posted at 02:55 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |
2012.11.28

【AMB Labs M3 DIY Headphone Amplifier】製作レポート

ポータブルアンプキットのDIYはプラモデル感覚でやれて
気軽で楽しいのですが、
この数カ月で立て続けに作りすぎたこともあり、
使い分けがうまくできなくなってきてちょっと困ってきた、まうまうです。

最近では据え置きのヘッドホンアンプキットのほうに興味が向いてきたので、
以前から気になっていたAMB LABSの据え置きヘッドホンアンプDIYプロジェクト、
M3の製作にチャレンジすることにしました。


まうまうは英語が読めるわけではないので、
製作についてはWEB翻訳に頼りきりで、所々不安な点はありますが…
まあ、なんとかなるだろ!


まずは、実製作前に
M3の核となる1回路オペアンプを使えるように準備します。
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僕が選択したオペアンプは、
アナログデバイセズのAD8610ARです。
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準備完了!


それではいよいよ基板への半田付けを開始。
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まっさらな基板がだんだんと立体的になっていく過程が
嬉しくてたまらない…!

思いの外早く組みあがりました…が、問題発生!
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ためしに電源を入れてみたら、1Aのヒューズが切れてしまいました。
(手持ちのヒューズが無くなってしまったため、この後大急ぎで秋葉原に行き、新しいヒューズを沢山買ってきた)

結構大食いなんだな…と思いつつ
2Aのヒューズを入れたらとりあえずは通電状態を維持できるようになったのですが、
今度はMOSFETに取り付けたヒートシンクが触れないほど激アツだったり、
LEDの明りが不安定に点滅していたり、明らかに異常!

どこかで短絡やパーツ半田付けのミスが発生しているのか?と
何度も見直したのですが、部品配置に誤りはなく…

いよいよ「これは製作失敗か…?」と不安を覚えつつ、
よくよく翻訳文を読みなおしてみたら、
僕が半固定抵抗器の抵抗値の初期設定を誤って解釈していたのが原因で、
「最も多く電流を流す設定」で駆動していたため、上記のような、不安定な状態になっていたようです。

半固定抵抗器の調整をして消費電流の調整を行った結果、
発熱も収まりLEDの光も安定するようになり、一安心…。(よかった)

このM3のアイドル電流は0.3A程度となる計算ですが、
電源投入時にはかなり大きな消費電流が発生するようで、
トライ&エラーで幾つかのヒューズを犠牲にした結果、
0.7A以上のヒューズならば、終始安定して動作することを確認しています。


また幸いにして、半田ミスや短絡などはなかったようで、
各種チェックを行い、
DCオフセットも0.2mv程度の範囲内に収まっていることを確認し、
無事に使用できることを確認できました。

この後、色々な動作条件でオフセットを調べた所、
バスブースト用のボリュームを最大まで回すと、
右chに1.6mvの直流漏れが出ることを確認していますが、
この程度ならば全く問題ないようで、良かった。


そして、
早速この状態で試聴をしてみたのですが、またここで新たな問題が発生。
ボリュームを回す度に、プチプチとノイズが乗ってしまう…。

AMB公式ではRCAジャックとボリューム部分を導通させるよう推奨しているのですが
僕は「できればアースの接点は少ないほうが良いだろう」と考えた結果、
RCA入力部のみを導通させ、ボリュームが絶縁されるように調整をしたのですが
この考えは誤りだったようです。
素人判断はろくな結果を産まないという好例。


自分の知識の無さを呪いつつ、手持ちの部品でなんとかすることに。
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可変抵抗器RK27のワッシャーに銅線を巻きつけ、
ぺるけ式FET差動ヘッドホンアンプを作った時の余り部品の、卵ラグに半田付け。

ケースに穴を開けて、ネジで固定して
ボリュームのアースラインを確保することに成功しました。
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当然のことながら、効果は抜群。
プチプチノイズが無くなって良かった…!


そんなこんなで、主に自分の認識不足で試行錯誤はありましたが、
なんとか無事に完成!

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KILOのボリュームツマミ、MLシリーズを使いたいがために
DIGI-KEYで注文しました。

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天板には放熱用の穴を開けてあります。(結構穴ずれてるけど…)
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何故こんな偏った位置に穴を開けているかというと、
タカチのHENケースを使ったアンプと重ね置きすることを想定していたためです。
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思惑通りに収まって気分がいい。


改めて、M3の内部紹介です。

部品は、
50V100μF指定の電解コンデンサ、ニチコンKZを秋月電子で購入した程度で、
ほかは全てMOUSERとDIGI-KEY、AMB公式で注文したものです。
全てAMB LABSが推奨しているリスト類の中で選択したものです。
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実際にM3にヘッドホンを接続し、音楽を聴いてみましたが
想像を超える高解像度、高音質で嬉しい!


音の感想については、慣らしが進んだ頃に改めて。


このM3、今まで製作したアンプDIYの中では
最も大規模な内容となりましたが
なんとか成功して、本当に良かった…!!


引き続き、次回製作に向けて準備を進めています。
電子工作楽しすぎる…!

Posted at 01:03 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |
2012.11.20

次回製作予定のアンプ基板を選定

まうまうが2012年春に買った
中華クローンヘッドホンアンプ、NA6の配線をぶっちぎってしまい、
決死の覚悟で半田ごてを手にとってから、
早半年ほどが経過しました。
NA6_b05

僕は手先が不器用であると自覚しているし、
工作全般に興味が無かったのですが、
いつのまにか「電子工作好き」を自称してもいいんじゃあないか?という程度には
気軽に半田ごてを握れるようになってきた…と思います。

まだまだ興味はつきないので、
ヤル気があるうちに色々やっておこう!と思い立ち、
次回、10台目製作予定のアンプ基板を選定し、
製作準備を進めています。


まうまうが次に組み立てる予定のアンプは、
AMB Labsの据え置きヘッドホンアンプキット、M3です。

既に基板やパーツ類は注文済で、最後のパーツの到着を待っている所です。


このM3の特徴は、
・MOSFETを使ったA級駆動
・3チャンネル アクティブグラウンド回路
・可変バスブースト機能付き
・DC直結アンプ
・24VのAC-DCアダプタで駆動可能
などなど。

MOSFET+3chだから、名称が「M3」ということらしいですね。

ポータブルアンプのMini3も、
オペアンプのAD8397+OPA690を使った3ch(Active ground)回路なので、
名前が「Mini3」と。
(今まで名称由来を気にしたことがなかった)


このM3を選択するに至った理由は、二つあります。

一つ目は、可変バスブースト機能がついているという点。

テクノやヒップホップ、ドラムンベースなどを聴くときに
もっと突き抜けた、重い低音がほしいなあ、と思ったりすることがあるので
こういった個性的な機能が付いているのが嬉しい。使い分けにも最適。

二つ目は、
MINI3に使用したものと同じ種類のHammondケースが使用できることです。
amb_m3_002.jpg
(上がmini3用ケース、下がM3用に購入したケース)

この質感がいいアルミケースをホームユースで使えるなんて最高だ!と思い
MOUSERで注文してみましたが、
タカチのHEN型アルミ放熱ケースより軒並み価格が安いという衝撃の事実が発覚したので、
今後の製作時にも是非購入候補に入れていきたい。

タカチのHEN型放熱ケースは表面がツルツルした加工がしてありますが、
このHammondケースはマット調の加工が施してあり、どちらも魅力的です。


しかしこのM3ヘッドホンアンプ、
A級動作を謳っているだけにMOSFETがかなり熱を発する仕様らしく、
公式AMB Labsでは熱暴走を避けるために、
放熱穴付きのケースの使用を推奨しています。

しかしこのHammondケースには放熱用の穴がないため、
このまま使用するのであれば
MOSFETの熱量を抑えるため、アイドル電流を控えめに調整する必要がある、との事。

性能を落とす妥協はしたくないし、
穴がないなら開ければいいじゃない!ということで、
早速、ケースの天板にドリルで穴を開けました。
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ちゃんとアタリをとったのだけど、それでも若干ずれちゃうなあ…。

シルバーのケースならば、穴が開いたままでも違和感ないのですが、
僕が選択した黒のケースの場合、
穴が開いた部分の塗装はがれが目立ってしまうので、格好悪い…。


そこでまうまう、名案が浮かびました!
塗装はがれを隠すためにグロメットをかぶせればいいじゃない!

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(うーん、格好いいような、野暮ったいような…。)
穴開きっぱなしよりはマシ(に見える)で、これで良しとします。


フロント・リアパネルどちらも加工を済ませ、準備万端!
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三回目の四角穴加工ですが、綺麗な四角になったためしがない。

あとは、DC直結アンプなので、安全のために
ヒューズボックスを追加しようかどうか考え中です。


電子工作は実制作の半田付けも楽しいのですが、
パーツ集めや前準備など、そこに至るまでの過程も楽しくてたまらん!
こんなに面白い事、なかなかないぞ!という気持ち。

早ければ今週末に組み上げる予定です。
うまくいきますように…。

Posted at 01:34 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |