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サブプロジェクトについて
はじめに
静電型ヘッドホン用アンプ を新たにいちから再設計することを決めまして、 部品点数の大幅削減を目的に新たにハイブリットICモジュール SHKM を設計しました。
SHKM モジュールについて複数種類作っておりますが、
今後開発を進めるにはSHKM モジュールを１つ選定する必要があり、
そのためには聴感テストとして自分がどの音が好みか？確認しておく必要があります。
このような用途には簡易ヘッドホンアンプが向いており、
テスト用を兼ねてプリアンプ兼ヘッドホンアンプのプリント基板を用意することとしました。
コンポーネント：PRIAMP-HK (プリアンプ基板 v3)
概要
以前製作した PRIAMP-W (v2) と同じ考えで製作したプリアンプ基板 PRIAMP-HK (v3) です。
作業時期は、設計着手 2025年2月 、音出し 2025年7月 です。
ヘッドホンアンプは簡易的なものになります。 なお出力部分の部品の使い分けで用途が変わるようにしています。
写真
左の写真は基板両面、右の写真はモジュール部品を搭載した状態です。
SHKMは２種類のピン配置があり、両方に対応させています。
基板２枚と電源回路にて、簡易的なヘッドホンアンプとして使うことができます。聴き比べるとモジュール部品の音の違いはそこそこわかります。
なおオシロスコープを使って事前に実装不備で信号に問題無いか？、発振していないか？など確認を済ませておきます。
回路図
「MJ 無線と実験」のSATRI回路 技術解説記事、および、同誌 バクーンプロダクツ社の製品紹介記事にある推定回路図なども参考にして、 LTspice でシミュレーションを重ねて回路検討を進めました。
全体
SHKMモジュール(電圧入力カレントコンベア)と
バッファモジュール(HBC/HBD) を使います。
ここでCinは反転入力となるのでDCサーボは再反転する必要があります。電流源はLM334としていますがCRD(1～3mA)も可です。
回路の選択
左の図がプリアンプ用途、右の図が簡易ヘッドホンアンプ用途です。
基板デザイン
2層基板としてデザインしています。
検証実験 コンポーネント：GAN-HPBA (ヘッドホン出力回路)
概要
市販GaNアナログアンプ、以前技術検証で製作した静電型ヘッドホン用アンプ v2 では長期安定動作できず実現は正直諦めていました。
しかし2025年12月、市販GaNアナログアンプが販売されました。iBasso Kunlun という据え置き型ヘッドホンアンプです。 実はそれより前の2025年8月、DAP向け拡張カード iBasso AMP17 という製品がアナログGaNアンプとして先行して発売されています。 個人的に断念したGaNアナログアンプの安定動作を実現して販売にこぎつけたということで非常に興味が湧きました。
AMP17拡張カードの高精細写真を見ると Nexperia E-mode GaN HEMT (刻印7RO ELBE)だと分かりました。GAN x8搭載されており、DAP低消費電力かつ低電圧もありBTL駆動でしょうか。
また、iBasso Kunlun には 2SB1185 x8が搭載されていることが分かりました。
小型ヘッドホン駆動の低消費電力HPAであれば電源電圧±15V位にてGaN損傷問題も回避でき、どっちもGaN HEMT損失抑えて損傷防止設計していると想像しています。
素子 GaN FET ＋ BJT にてcascodeだと思われます（あるいは異種ダーリントン）。
GaN素子のデータシートを確認すると、AMP17採用 GAN7R0-150LBE ではSOA図にDC表記があります。
Transphorm社(現Renesas)では見かけなかったものです。年々、素子も進化しているということでしょうか。
同E-mode GANだとinfineons製もありSOAにDC記述があります。
例えば±180Vなら2mA、±18Vでも30mA以下に抑えつつ、とにかく放熱！することで安定動作できるのかもしれません。
ただe-mode GaNは設計実績がなく、とりあえずヘッドホンアンプ回路で検証をしてみることにします。
また複数検討していた保護回路の検証も合わせて実施することにしました。
回路図
検証実験用に、SATRI V6.2 回路の出力バッファアンプを設計してみることにしました。 前段には音量調整用にプリアンプ基板を取り付ける想定です。
