バッフル回折の補正をアンプで実施
別府さん設計のヘッドフォンアンプに低域時定数を加えた
～1 別府さんのヘッドフォンアンプ
製作記事は、トランジスター技術 2010年9月号に掲載されたもの
これを参考としている
基板はイーディオさんから入手
この実験の土台となったスピーカー Mini-2Wayはこちら
基板はこれを利用する基板には2種類の回路 ヘッドフォンアンプと7wパワーアンプのプリント基板となっている
回路パターンは共通で、7wアンプは出力バッファーのトランジスターが異なり、出力増強に2パラで取り付ける事が出来るようになっている
パワーアンプの方が電源コンデンサーを2倍取り付ける事ができ、基板配置も余裕があるので、大きめの容量と換えることも出来る
改造にはスペースに余裕のある基板の方がなにかと便利なので、7wパワーアンプ基板を利用する
但し、トランジスターの足配置が異なるので、取り付け時は注意をする
一先ずバッファなしで音だしテスト 電圧増幅は2.5倍
アンプは右側の小さなやつ
左側のコンデンサーは電源として使用
～2 低域をブーストするアンプの周波数特性確認
低域をブーストするアンプを作るので、その周波数特性が確認出来るように、WaveSpectra/WagvGeneを使ってみる
オーディオインターフェース
SB Audigy-2Nxの周波数特性
低域 -0.7dB/20Hz
高域 -0.3dB/20kHz
と言うところか
ヘッドフォンアンプを加えた周波数特性
赤がヘッドフォンアンプを通した特性
青はオーディオインターフェース
SB Audigy-2Nx
オーディオインターフェースの特性が周波数特性を決めている / ヘッドフォンアンプの方が帯域は広そう
～3． CR素子を使った低域増強回路の予備実験
先ずはバッファなしで特性の確認左側 ： 素子を仮付けした状態 右側 ： 周波数特性
赤がLC素子を加えた場合の周波数特性 黒はLCでの低域増強無しの周波数特性
低域で+6dB 一寸誤差あり
更にTRバッファーを加えた物 試した回路はこれ / 但し、トランジスター等の型番は異なる
非反転増幅なので、負帰還の抵抗は3000Ω / 1000Ω これで電圧で4倍 電力で12dBとなっている
これに加え低域に C : 0.22（0.12）μF R ： 3900Ω で時定数を作る
低域の増幅率は 非反転増幅で、負帰還の抵抗が 6900Ω（3000＋3900） / 1000Ω これで電圧で8倍弱（7.9倍） 電力で18dB弱となる
OPアンプにトランジスターのバッファを加えた物を評価（片チャンネルのみ） / これは単純なフラットアンプ
バッファ有り無しの比較では、バッファを付けた方が細かい部分の表現力は向上する
～4． アンプの製作
1)7wアンプ基板の取り付け穴拡大（1wの抵抗を使う場合）
個人的に、抵抗は大きな容量のものを使いたいので、基板の穴を拡大する
素子の足が1㎜の場合は穴拡大が必要
ドリルは1.1㎜位の物が良い
2)入力ラインの取り付け（これも1wの抵抗を使う場合）
高さの低い部品から取り付ける / 最初にOPアンプを取り付け
入力ラインの取り付け穴と抵抗（1wの場合）が干渉するので、事前に電線を取り付ける
下の様に、先に入力線を取り付けないと作業がやりにくくなる
3)抵抗の取り付け
穴のピッチと素子の大きさが合わないので、素子の足を適当に曲げて取り付ける
4)トランジスターの取り付け / 電解コンデンサーは後から取り付けた方が良い
ヘッドフォンアンプと見比べると、熱結合のため接着したトランジスターの向きが異なり、パターンの都合で足がねじれる
ヘッドフォンアンプの基板の場合はバッファの素子を前後に取り付けるようになっている
7wアンプの素子取り付け穴は左右に広がっているので、素子の足が広がる
5)低域時定数を決めるコンデンサー（仮配線）
狙った周波数特性と、そのアンプ特性でスピーカーの特性を見定めた上で固定する
6)短絡により低域時定数をキャンセル出来る
時定数を決めているCRの部分を短絡し、回路をパスすることで通常のフラットアンプに変わる
WaveGene/Wavespectraを使った周波数特性の測定結果
左側 ： 低域ブースト バッファ付き前との違いはバッファアンプ有無 / 周波数特性は変わらない
右側 ： 同ネットワークの後ろで測定 / スピーカーユニットを負荷とした特性
作った低域ブースト バッファ付きのアンプ 有り無しの周波数特性を測定した
正相接続しているので、クロス付近は若干凹みがでる
青はフラットアンプ
茶は低域をブーストしている
低域の上昇は約4dB/300Hz
このスピーカーと定数が合っていないので、低域に盛り上がりが出ている
と言うのは間違いで、より低い周波数帯から持ち上げている
Edgeの計算上では、コンデンサーを0.12μF×3900Ωとすれば減衰カーブにフィットできるので、コンデンサー容量を調整する
赤はコンデンサー容量：0.22μF×3900Ω
黒はコンデンサー容量：0.116μF（計算上）×3900Ω
*黒の1kHzが0dBとなっているので、低域が4dB / 高域は-2dBと表示されている
この補正を加えると、300Hzは更に2dBブーストする
＋6dBになるので、計算上は合うが、周波数特性からは少し過剰か？
300Hzから、その上の周波数にかけてブーストがかかるので、500～600Hzのところは少し救える？
実際に試した結果
比較は上記の時定数：0.22μF×3900Ω物 黒 ： 0.22μF×3900Ω vs 茶 ： 0.116μF×3900Ω
ほぼ狙いの低域ブーストが出来た
オペアンプの負帰還ループに時定数を持たせることで、低域のみブーストすることは可能
バッフル回折の補正に、この手法は有効
パワーアンプ後にLCRでバッフル補正を行うより、この手法は音質的な劣化が少ない
出来上がった低域ブーストアンプを入れた総合特性
定数は C ： 0.0116μF R ： 3900Ω
茶 ： 正相接続
水色 ： 逆相接続
低域ネットワークのcは10μFへ変更
～5． アンプの改造
スピーカーのターミナルポストを組み込み、そこに低域時定数を決めるCRを取り付けるように改造
実験としては、時定数を簡単に変えられると便利なので、バッフル回折の補正部分となるCRを外付けに出来るようにした
Cを変えれば周波数 Rを変えれば持ち上げる量が変えられる
ベースとなる部分の定数を変更した
我が家の環境では、増幅率が高い事の影響か、若干ノイズを感じる
音量調整も絞込みが大きく、使い勝手が悪い
これまでは、4倍 この増幅率を決めるR2：3kΩの抵抗に1.5kΩの抵抗を並列に足し、
みかけ上R2：1kΩとした
これで増幅率は2倍へ
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