アンプにおける負帰還(NFB:ネガティブフィードバック)の有無について、良し悪しの議論はずっと絶えません。NO-NFBと負帰還がないことを売りにしている回路もよく見かけます。

負帰還を入れると数値上の性能が大きく向上することは確かのようです。
ただ、音楽の再生という点では、数値上の性能が良ければ、音楽として心地よいとも言い切れないことは、真空管アンプ愛好者の多さからいっても確かだと思います。
自分自身消化しきれていないところがありましたので、簡単な回路でNFBの影響を聞き比べる実験をしてみました。

HPA 8V

回路はこれです。電源電圧は8V。

元ネタはぺるけさんの充電式ヘッドホンアンプです。これにNFBの有り無しで聞き比べをします。

回路の動作ですが、入力段はNch J-FETのPF-5102を使います。初段の電流値はPF-5102の自己バイアスを利用します。Id = 2mAの時にVgsが0.5V程度になる個体をこちらの方法で選別して使用しました。選別が面倒な場合は380Ωの抵抗をVRにしてIdを調整すればよいと思います。
PF-5102のゲート電圧は120kΩの抵抗により0Vになり、ソースの電圧は380Ωの電圧降下により0.57V程度になります。PF-5102のG-S間電圧により初段の電流が制御されます。
ぺるけさんの回路では380Ωと並列にコンデンサが入りますが、これを入れると利得が高くなりすぎるため、省略し、380Ωにより初段に電流帰還を入れて利得を決めました。

HPA 8V NFB

負帰還ありの回路がこちらです。380Ωの抵抗にコンデンサを入れて裸の利得を増やし、オーバーオールの負帰還で利得を調整しています。

ほぼオリジナルのままですが、素子と定数を少しだけ変更しいます。
出力段は手持ちBC327/337として、アイドリング電流も30mAと多く流して、ヘッドホンアンプ駆動時にはA級動作させるようにしました。こいつはhFEが非常に高く電流も流せるため、初段の負荷軽減を狙いました。音の傾向も気に入っています。


回路を組み立てて聞き比べようとしたところ、一つ失敗をしました。
負帰還あり回路では入力抵抗が56k,帰還抵抗が120kとなっていますが、最初はこれを120kと320kとしました。そしたら、すごいノイズで聞いてられません。ジー音とピー音が混ざっていて、さらに出たり消えたりします。最初は発振を疑って、帰還回路を切ったりZobelフィルタを入れてみましたが一向に解決しません。ふと思い出したのが入力インピーダンスが高すぎると外部ノイズを拾う問題です。
もしやと思い、入力抵抗値を小さくしたら、立ちどころに解決しました。

j-FETを使っているものですから、調子に乗って入力抵抗を高くしすぎてはいけないということでした。入力インピーダンスが高すぎると外部ノイズのみならず、ケーブルのC,L成分の影響も拾いやすくなるそうなのでほどほどにしましょう。このようにノイズが乗ってしまう場合は、入力抵抗を少し下げると有効な場合があります。


さて、本題の聞き比べですが面白い結果でした。
NFBがない方は、特徴ある音でして、ブーミーな低音が特徴で楽器が迫りくるような感じがあります。しかしながら高音が歪みっぽく、音の分離が悪い感じです。
一方で、NFBありの方はよく聞くリファレンス的な音で、音の分離がよく見通りのよい感じです。ボーカルも浮かび上がります。

なるほど、NFBを入れると歪みがとれた感じで、正しく再生されていると感じました。一方で、NFBなしの回路は、よく言うとパンチのある音でロック音源では逆にこれの方がよいと感じることもあるかもしれません。








greece7さんのTDA1387DACを作ってみました。
回路は下記です。

1387


ゲートをオープンにして、FETのD-S間をそのまま信号を通すという謎回路です。

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果たして、出音は…!?

TDA1543 J-FET IV DACよりも解像度が一枚上です。しかもキンキンしない。
これは困りました。

さて、J-FETを色々と交換してみることにします。回路がシンプルなせいかJ-FETが変わると性格もガラッと変わります。

J113
PF5102
BF256
J211
2SK369

かんたんヘッドホンアンプで好評価だったJ211は高音域ばかり強調されてバランスが崩れてしまったのでNG
BF256もいまいち。
2SK369は一番解像度が高く、低音域もキレが良いですが、自分のシステムだとちょっとキツい。

自分が気に入ったのはJ113とPF5102でした。高解像度かつバランスが良いです。
この2つは特性がほとんど同じ品種なので傾向が似ているように思いました。
J113はaitendoで、PF5102は秋月で入手できます。

ただし、これはかんたんヘッドホンアンプとの組み合わせで試聴した結果なので、アンプとスピーカーが変わると最適ではないかも知れません。

FETを変えることで、自分のシステムに合わせた音色に調整できそうです。

しかし、なぜ、こんなに上手くいくのでしょうか?どういう動作をゲートオープンのFETがして、音色が良くなるのか知りたいですね。オーディオオカルトと言われないためにも。



ヘッドホンアンプの備忘録に載っていた安い・簡単・音が良いヘッドホンアンプを作ってみました。

単電源、ソースフォロア+エミッタフォロアで利得1で負帰還もない極めて簡単な回路です。

オリジナル回路で使われているFETの2SK117と出力トランジスタの2SC3421の入手が難しかったため、代替として、出力TRは2N2219を、入力に使われているJ-FETはフェアチャイルドのJ211としました。

kantan


最初は入力FETをJ113にしており、単4電池駆動のディスクリートヘッドホンアンプと比べると、解像度が勝っています。ボリュームを擬似L型構成にしたからでしょうか?ノイズもほとんど聞こえないです。ただ、電池駆動の方は音が団子になるきらいはあるものの、バランスがよく雰囲気の表現に優れていて捨てがたいものがありました。
これはFETを変えると傾向がガラッと変わります。

出力TRは千石に名石と名高いCANパッケージの2N2219があるのを見つけてしまったので、試しにこれにしてみております。出力TRが小さくなったので、出力段の抵抗値を18Ωから32Ωにして電流値も下げました。TRは触れる程度に温かくなります。

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J-FETについてはJ-FET IV用に試すために海外製の手持ちがいくつかありましたので、いろいろと試してみました。最初はJ-FET IVで高評価だったJ113を使ったのですが、やたらキンキンするのでとっかえひっかえしてみた次第です。

J113   高音域が強調される。細かい音を聞き取りやすいが聞き疲れする。
J211   中低音が厚い。
PF-5102  やや高音よりで軽い。
BF256B  中高音域が強調される。ストリングスがキラキラして面白い。

音域のバランスが変わりますね。低音域にパンチのあるJ211が好みでした。
これ出力TRとの組み合わせでも変わるんじゃないかな?

総評ですが、なかなかの高音質だと思います。
入力がソースフォロアのため、FETの特性にうるさくなく、色々とFETを変えることで、味付けを変えて楽しむことができました。


その後、出力トランジスタを変えてみました。響きの美しさが気に入っているBC337です。
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BC337/BC327は本来ドライバー段用のトランジスタで、2SC1815に比べて高hFEで大電流に対応できます。また、秋月で入手可能です。
流石に放熱性はCANパッケージよりも大きく劣るため電流値は下げています。
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結果は、狙い通りで2N2219よりも金属っぽい硬さが取れて美しい音色を楽しめるようになりました。私はこっちの方が好みですね。
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