■回路図
以下の回路図が、ヘッドフォンアンプの配線図です。
実体配線図ですので、説明することは何も無いと思います。
図中には入力と出力のGNDが描かれていませんが、どちらのコネクタもGNDを接続してください。
ICは74HC04より、74HCU04の方が音質が良くなると言う事を、某掲示板で教えていただきましたので、74HCU04に変更するといいでしょう。
■パーツ
利用するパーツ数は、そんなに多くありません。
実体配線図では、音量調整のボリュームが二つか描かれていますが、LとRを別々に操作することははまり無いと思いますので、
２連ボリュームを使うといいでしょう。
電子部品
| 部品名 | 型番・値 | 個数 |
|---|---|---|
| IC (C-MOSバッファ) | 74HCU04相当品 | 2 |
| IC (可変レギュレータ) | LM350 | 1 |
| 電解コンデンサ | 10μF/16V | 2 |
| 電解コンデンサ | 220μF/16V | 3 |
| セラミック・コンデンサ | 0.1μF/50V | 2 |
| 抵抗 | 10KΩ | 4 |
| 抵抗 | 680Ω | 3 |
| 抵抗 | 1KΩ | 1 |
| ボリュ−ム | 10KΩ・２連 | 1 |
| ヘッドフォンジャック | -- | 1 |
| ヘッドフォンプラグ | -- | 1 |
| 配線材（コード） | 細めの物 | 1m程度 |
| ユニバーサル基盤 | -- | 1 |
その他構成部品
| 部品名 | 型番・値 | 個数 |
|---|---|---|
| キーボード（笑） | 基盤の入るスペースがあるもの | 1 |
■製作
今回の回路は小規模ですので、私はユニバーサル基板に組みました。
実体配線図通りに配線をすれば、問題なく完成すると思います。
基盤が完成したら、テストしてみましょう。
ヘッドフォンプラグとジャックを仮配線し、電源には006P乾電池を接続します。
オーディオ機器やPCに接続し、音を鳴らしてみましょう。
L,Rともに鳴っていることを確認したら、キーボードに組み込みます。
キーボード内にはPS/2やUSB経由の電源が来ていますので、ヘッドフォンアンプの電源もここから失敬しましょう。
キーボードは常に手元にありますので、ヘッドフォンアンプが邪魔にならず、便利です。
■今回の回路について
今回の回路では、デジタルICである74HCU04をアンプとして使用しました。
これは有名な使い方で、私が知っている中では、初代のファミコンのオーディオ出力に使われています。
多分、これ以外にも色々使われているでしょう。
基本的な回路は、以下の図のようになります。
増幅度 : G=R2/R1 (多分こうなるハズ・・・間違ってたらゴメンナサイ)
さて、なぜこんなことが出来るかですが、それはC-MOSインバータの構造に理由があります。
C-MOSインバータは、下記のような回路になっています。
FETは、入力電圧により出力電流を調節する素子と考えることができます。
P-MOSは、ゲート電圧が下がると出力電流が増加し、N-MOSはゲート電圧が上がると出力電流が増加します。
上記の回路で、入力と出力を抵抗で接続すると、N-MOSとP-MOSがちょうど釣り合った状態で安定します。（C-MOSインバータの場合では、スレショルド電圧で安定します）
ここで、抵抗を通して、入力に電圧を与えてやる事を考えます。
たとえば、抵抗を通して高い電圧を加えたとします。
すると、当然入力の電圧は上がります。
この電圧の変化はFETによって増幅され、出力電圧は減少します。
出力電圧が減少すると、入出力間にある抵抗によって、入力の電圧も低下します。
双方が釣り合ったところで安定するはずなので、結果として、R2/R1の増幅度が得られることとなります。
※この文章は、私が何も調べずに考えた物です。正確である保障はありませんので注意してください。
と言うか、詳しい人、これで合ってると思います？
■最後に
今回の回路は小規模ですが、なかなか面白いものです。
私が聞いた限りでは、メディアスピーカのヘッドフォン出力よりは音がいいと思います。