AKG Q701が鳴る様にUSB HPAをボリュームアップする

AKG Q701が鳴る様にUSB HPAをボリュームアップする

家で使うAKG Q701はHPAのボリュームを最大にしてもまだ足りない事があります。そこを解消するべく、PCM2704 USB DACを改造しました。最終的には抵抗値変えただけなのですが、その過程を綴っておきます。

AKG Q701

Q701 | AKG by HARMANの接続上の仕様は下記の通り。

  • 感度(1mW):93dB SPL/mW
  • インピーダンス:62Ω
  • 最大入力:200mW

インピーダンスが高くiPhoneのオーディオ出力や、一部HPAでは音量不足となります。今使っているPCM2704 USB DAC & MUSES8820 HPA | 徒労日記もあてはまるため、なんとか音量を上げたいと改造しました。

PCM2704 USB DACのアナログ部

元々この基盤を頒布されている自作オーディオ&電子工作奮戦記さんでは、もうこのPCM2704の記事は表示されません。そこで配線を目で追いながら、オペアンプ部の回路をトレースしました(片ch分)。

「多重帰還型ローパス・フィルタ」と呼ばれる回路です。プロットしてみるとR4とフィードバックのR6が同じ20kΩの為、増幅はしていない事がわかりました。R8が何をしているのかにかなり悩みましたが、回路設計に詳しい友人により単なるフィルタだと判明。
初段がLPF、後段がバッファ(ボルテージフォロワ)です。

R8がC18とLPFを構成しているだけなら、R6とR4の比で増幅率が変わる反転増幅回路です。本来はR4,R6でもフィルタ特性が変わる為、オペアンプ多重帰還型ローパス・フィルタ計算ツールなどを使って値を求めるところ。自分は学生時代サボってたので理解不足なので今回は目をつぶることにしました(*ノノ)。今度空き時間を作ってオペアンプの本読もう・・・

今回はR4を10kΩに落とし、2倍の利得を狙います。

オフセット調節

このキットは初段のIN_B+(5pin)をGNDには落とさず、Vcc(3.3v)を調節して入れています。このオフセット調節回路により、出力Vout(1pin)の直流出力(オフセット)を0mVに合わせられるため、カップリングコンデンサを省いて音質に貢献できているそうな(確かそう書いてあった)

初期値(R4,R6:20k)の場合、 IN_B+(5pin)のOffset cancel Vccは0.82V。Voutは0mVですから利得1倍時の内部損失は0.82Vです。これが利得2倍(R4=10k,R6=20k)の際はIN_B+=1.24Vとなりました。
組み立て後にチップ抵抗を取り外すのは困難な為、Vccと繋がるR9およびR10へのパターンをカット。ジャンプする形でVccとVRの間に20kΩを取り付けて無事オフセットを0mVにできました。

本当は計算してRを出したけど、利得によりOPAの内部損失まで変わるので破綻。抵抗を一度外してソケット化し、ニッコームを使って結局Cut&Tryしました。

情弱どもが夢の跡

改造の結果、無事Q701でも6割~7割ほどのボリュームで満足いく音量が得られました。気になるLPFの変化ですが、正直分かりません。残念な耳です。

メモとして標準時の係数を貼っておきます。今度はそれぞれの値を調べてCを調節してみようかと。クオリティ・ファクタとか気になりますし。

こんなものまで用意してました。

レールスプリッターICのTLE2426を使った仮想グランド電源。15Vの単電源ACアダプタから+-7.5Vの正負電源を作れます。+-5V止まりのチャージポンプIC・MAX660を取り外し、ソケットへ直接強い電圧を流し込むというプランでした。

実際使ってみたらオフセットに5Vくらい盛大に乗るので使用中止。きっとオンボードの3.3VレギュレータとのGND分離が完全にできておらず、IN_B+のオフセット電圧が変わってしまうのではないかと。

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