2009/07/21全面改訂 2009/08/16
EDIROL R-1で1石簡易ヘッドアンプを使い込むうちに、ヘッドアンプ側・R-1側とも限界や様々な問題点を感じ、より良い実用器を得るべく着手したもので、習作その2という程度。限定用途・機器組合せに特化してあり汎用品ではありません。
40dB程度増幅するにはOp-Ampでの工作が手軽ですが、あえて個別部品による全段差動回路をベースに設計しています。
初段エミッタまわりは、抵抗をΔ接続として多少特殊な構成としています。これは実質8Vの006P電源でゲインを可変にするという制約において、Ｙ接続では直流動作点をうまく設定できないためです。560Ω（220Ω、47Ω）と2本の2.2kΩをΔ−Ｙ変換すると定電流回路が抵抗に置き換わった回路と同じであるので差動回路の一種ですが、定電流回路を使っていないため同相除去能力はあまりありません。
2段目は定電流回路を用いて同相除去を行っています。今回C-B帰還を取り入れました。PSRRは多少低下します。
当初から改造した箇所は以下の通り。
回路図。DC48V入力ジャックのスイッチ端子は、図では遊んでいますが、実物はGNDに接続してあり48Vを入れないときの電位を0Vに確定するようにしています。入力から2SA970のベースに接続されている47Ωは不要のようですが、ベースまわりの制動にもわずかに役に立つかもしれないし、撤去するのが面倒な位置にあるので、そのまま放置しています。
左右ch＋共通部合計で約18mA：10V（新品006P）→7.5V（本回路の動作限界）までほぼ一定
実測で006Pマンガン電池で3時間以上連続動作可能。
デジタルテスター抵抗レンジを信号源代わりにして入力抵抗に電流を流して+3.2mV、-3.2mVの差動入力電圧（別のデジタルテスターmVレンジで測定）を与え、出力段エミッタフォロワのエミッタ間（差動出力点、出力C手前までの直流利得）を測定。
| 状態 | 差動出力電圧測定値 | 平衡出力時ゲイン | 不平衡出力時ゲイン換算 | 想定用途 |
| DIP-SW切（560Ωのみ） | +148mV, -87.0mV | 36.7倍（31.3dB） | 18.35倍（25.3dB） | コンデンサマイク用 |
| 220Ωを投入 | +406mV, -244mV | 101倍（40dB） | 50.5倍（34dB） | ？ |
| 47Ωを投入 | +916mV, -570mV | 232倍（47.3dB） | 116倍（41.3dB） | ダイナミックマイク用 |
47Ω投入・本プリの出力VRがMAX時、R-1（フルスケール-12.2dBVrms）に対しては入力電圧-53.5dBVrmsすなわちSM57使用時96.5dBSPLがフルスケール相当となります。また設計上は不平衡出力で2.5V0-p=+5dBVrms程度は出せることになっているので47Ω投入では-36.3dBV位が最大入力電圧、すなわちSM57使用時114dBSPLが最大入力音圧となります。音源から10mも離れた所で使う分にはこれでほぼ問題ありません。
8/8 測定はさぼってLchのみ。ゲイン設定をダイナミックマイク用（47Ωを投入）にし、Roland UA-100（黒い初期型、16bit）にて測定。UA-100の電源は付属のACアダプタ出力をLT1086を通して安定化して供給しているのでノイズの0-p振幅はたった1bit相当に収まり、なんと24bitスペックのR-1よりもローノイズである（！）。とはいえ、16bitのLSB以下の振幅に対してはノイズゲートと同じため、これで正しい測定ができているとは言い難い。
UA-100背面の入力VRはmax、UA-100コントローラーにてWave(REC)のSource SelectをLine、Level=max(127)とすると実測264mVでフルスケールとなる。UA-100のA/Dに直流オフセットがあり、それを除去しないとRMS値が狂うため、いったん16bitで録音したwav fileをwaveflt2でIIR HPF 1Hzで処理したものをWaveSpectraで観察した。改造前はIIR HPF 10Hzでの観察なので今回のほうが不利だが実際のところ殆ど差は無い。
なお下図では、WaveSpectraの設定「RMS値：フルスケールSin波の値を0dBとする」をONにしている。すなわち0dBrms=264mVrms
| 状態 | 入力オープン 出力VR=max |
入力ショート 出力VR=max |
（参考）2SA970のB-B間ショート 出力VR=max |
| 出力雑音電圧 |  |
 |
 |
| -71.1dBrms re 264mVrms =73.6μVrms |
-78.0dBrms re 264mVrms =33.2μVrms |
-80.1dBrms re 264mVrms =26.1μVrms |
|
| 入力換算雑音電圧 (Gv=116倍) |
0.634μVrms (-123.9dBV) | 0.286μVrms (-130.8dBV) | 0.224μVrms (-132.9dBV) |
| 参考 入力まわりの抵抗の熱雑音計算値（差動成分のみ） |
0.654μVrms B-B間1214Ω,BW=22kHz,T=290K |
0.182μVrms B-B間94Ω,BW=22kHz,T=290K |
0 |
SM57（-56.0dBV/
47Ωのスイッチを投入しSM57と組み合わせて使っています。出力フェーダー全開・ピアノから4m程度で-6dBFS程度が得られ、機器組み合わせ特化のゲイン設計は一応うまくいったようです。
音は、1石簡易版に比べると地味ですが、改造前の重苦しい感じはなくなり、見通しがよく細部も十分捉えています。後処理を施して、今のところはOKとしています。3時間程度×年4〜5回ペースでの稼働で1年半ほど使い続けて癖をつかみ、音も漸くこなれてきた感じです。入力カップリングの電解Cのエージングを早期にやっておけば良かったのかもしれません。
ただ、電源電圧が低いため有効振幅範囲（入力、出力）があまり取れず、大きな入力がくるとDCオフセットのため非対称クリップとなってしまう弱点を抱えています。ファンタム対応も中途半端です。今回の構成はここまでとして、新たな発想でより良いものを作りたいという気持ちはあります。