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nabeの雑記帳

オペアンプの音質比較@Chu-Moy

注意!! ここに書かれている情報は古くなっています。LM6172はあまり音がよくありませんし、OPA627より安価で良い音質のオペアンプがたくさんあります。


Chu-Moyヘッドホンアンプを使ってオペアンプの音質を比較しました。

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回路図

Chu-Moy2.gif

  • 電源電圧8〜9V
  • 安定に+1倍動作させるために、出力抵抗を1Ω付けました。(非磁性エミッタ抵抗のMPC78を使用)
  • 負荷インピーダンスの上昇を防ぐため、Rzを付けました。
  • 電源はアルカリ9V電池(006P)です。約8〜9V。
  • ボリューム、10kA/ALPS ミニデテント。

これは自作ヘッドホンアンプとなるべく条件を揃えるための設定です。*1

*1 : 出力抵抗1Ωは、発振防止用としては少なめですが、これ以上増やすと出力インピーダンスが上昇してしまうため。+1倍のため、位相補償付きフィードバックは難しく、回路を複雑にすればその要因による音質劣化がおこるため可能な限りシンプルにしました。

評価結果

  • Aランク
    • (A)LM6171(single)/LM6172(dual)*2
    • (A-)OP275(dual), OPA627AP(single)
  • Bランク
    • AD8066, LM4562(=LME49720), NE5532, OPA2604, OPA2134
  • Cランク
    • NJM4580, NJM2114

Aランク

AランクとBランクの間には明らかに壁があります。

LM6172が一番ストレートな音でした。次点はOP275。この2つは好みかもしれません。意外だったのがバーブラウンのOPA627AP。妙なクセがあり、音のディテールが潰れます(わずかながらこもった感じがします)。

Bランク

Bランクは音響用として普通です。NE5532がよく使われますが他と比べはるかに安価で癖の少ない素直な音です。音の傾向は好みでしょうが、ランクとしては似たり寄ったりです。AD8066 / LM4562 / OPA2604が多少上ですが(能力も値段も)好みの範疇(一長一短)ですね。

OPA2604は、OPA627と同様に独特のクセがあります。音の分離や明瞭感はOPA627の方が上ですが、癖の傾向は同様です。

注意

LM6172, AD8066, LM4562などの高速オペアンプは、出力抵抗なしでは発振します(もしくは位相補償必須)。詳しくは高性能オペアンプの発振防止をご覧ください。

あと、コンデンサに電解+積層セラミックという組み合わせもやめた方が良いです。特に積層セラミック(コメント欄参照)。

*2 : LM6172等はFET入力ではありません。バイポーラのオペアンプです。利用時はご注意ください。入手性からLM7171@秋月200円という手もありますが、LM7171は+1倍動作が保証されていません。この回路では動きましたが…(ほぼ同様の音質)

【追試】±9V(18V)での試験

電源電圧が低いと本来の性能を発揮しないと言われているので、正負電源で作ってみました。回路が悪いと言われると困るので、SP型のOS-CON×4というアホな作りになってます。

Chu-Moy3.gif

言うまでもありませんがもはやChu-Moyではありません(笑)*3

*3 : よく006P×2を抵抗分圧している滑稽なものがありますが、こう作る方が断然良いです。

【追試】評価結果

音質が大きく変わりました。どのオペアンプでも変化あります。9V単電源での試聴と指標を会わせて書いてみます。

  • Aランク
    • (A+)OPA627AP(single)
    • (A)LM6172(LM6171), OPA2604
    • (A-)LM4562(=LME49720), AD8066, OP275
  • Bランク
    • (B+)NJM2114, OPA2134
    • (B)NJM4580, NJM5532, NE5532

全体的に音質が向上しており、その中でもAD8066とNJM4580の2つは飛躍的に音質が向上しています。また電源8V(±4V)ぐらいに下がるとまともに動作しないOPA2604も大きく変わりました。OPA627, OPA2604に感じる曇りのような妙な癖が消えたので電圧不足に起因していたようです。

比較的変化が少ないのがLM6172やOP275です。難しいのがLM4562。場合によってLM6172よりもよく聞こえることがあるんですが、うるさい曲を鳴らすと粗が目立ってしまいます(広がり感が弱い)。

OPA627APとLM6172の一騎打ちなのですが、音の明瞭感でわずかにOPA627が上のようです。ただ値段は取らないということですね。

個別の感想

OPA627, OPA2604

9V駆動(±4.5V)で過小評価していたIC。±9Vもかけてあげれば、実にリンとした立派な音がします。ただ割高ですけどね。

中音(中域)にわずかな癖(曇り?濁り?)があります。あまり気になりませんが、無色透明という感じではないです。音楽っぽい鳴り方という見方もありますし、それが人気の秘密なのでしょうか。(たしかに嫌な感じはしません)

LM4562(LME49720)

LME49720とLM4562はまったく同一の製品です。

9Vではあんまりな感じですが、±9Vでは結構きちんと動作します。秋月で250円のため(LME49720は270円)、コストパフォーマンスは良く、それ以前から人気のオペアンプです。バッファとして使う限り解像度感は、LM6172より一枚上。

いわゆる音楽的な鳴り方がします。OPA的な鳴り方と言うべきか、なめらかな感じというきか、その分解像度感がやや劣って感じることがあります(実際に解像度が劣っているわけではないのですが、味の分だけそう感じてしまいます)。

LM6172, LM6171

9V駆動でも±9Vでも、どちらでもきちんと性能を発揮する結構使い勝手の良いICです。それでも±9V駆動の方が音質は優れてますけどね。まったく味付けのないクリアな音です。ですが音の広がりではOPA627に敵わず。

LM6172とLM6171は同じだと思っていましたが、±9Vで聞き比べてみるとLM6171の方がディテールが綺麗に出ます。意味もなくディアルとシングルがあるわけではないのですね。

LM4562と比べてコケにされることが多いLM6172ですが、消費電力が少なく(2.6mA/ch)、解像度が高めで(音の味付け少ない)、ポータブル用途に開発されたようで電圧が低くてもそこそこ性能を発揮します。他の高性能オペアンプほど発振もしないので個人的お勧めです。

【追試】DACのLPF(電源±9V)での試験

自作DACの多重帰還型LPF(R1=R2=R3=10k, C1=330pf(外部側), C2=100pf(外部側))にて音質評価をしました。-1倍のLPFとしての音質評価になります。回路の都合でモノオペアンプのみ。

  • OPA604AP …… 普通に良い感じ。OPA系の中域の独特の癖はあるかな。
  • LM6171BIN …… 広がり、明瞭感ともにOPA604より明らかに上。
  • OPA627AP …… さらに音の広がりが良くなる。中域のディテールはLM6171と比べ潰れる。
  • LT1028(LT1028CN8) …… 広がりはOPA627と同等。明瞭さ・細かな再現度でOPA627に優る。

司さんお勧めのLT1028。千石(@店頭)で買った選別品ではない方ですが、これは本当に良い音がします。LT1028と比べると、OPA627はわずかに音が濁ります。LT1028は本当にクリアで解像度も高く濁りもないです。

OPA627より安いしお勧め……と言いたいところですが、+2倍/-1倍以上でないと動作しませんし、出力インピーダンスが80Ωもあり、しかも6MHz付近で位相が妙なカーブをしているためLM6171(14Ω)よりも発振しやすいのが難点。オペアンプヘッドホンで使用する場合はくれぐれも注意してください(回路設計できるぐらいでなければ使わない方かいい)。+1倍動作ならば、LT1128になりますが司さんによるとまた音が違うようです。あとオーディオ用としてはLT1115とかでしょうけど、LT1028とスペックが酷似してるので、おそらく扱いにくいでしょう。

【追試】LM4562 vs LM6172

SE-U55SXをLM49720(=LM4562)に置き換えようかと思って色々確認してたのですが、LM4562の出る味が強烈に出過ぎて困ってしまいました。あといくつか面白いことを発見しました。

  • LM4562はOPA的ななめらかにつないだ感じの音が、LM6172はフラットで粒が細かい音がします。やや粒が粗くも感じることがあります。
  • LM4562的な味が付いている音ソースに、LM6171/LM6172を組み合わせせると音が酷い音に感じる。

どうやら世間的にLM6172等の評判が悪いのは後者によるみたいです。再生装置からすべてLM6172系で統一してならすと、素直な音がしますよ。

まとめ

個人的には、LM6172(500円ぐらい)/LM6171をメインで使う予定*4)。シングルについてはLT1028もありますが、じゃじゃ馬のようなやつなので*5、使いこなすための周辺回路による音質劣化と、消費電流の多さを考えると悩ましいところ。

なお、聞き比べてほしい石やお勧めの石がありましたら、コメント頂ければ可能な限り対応します。(常識的な値段で、現実的な経路で入手可能ならば^^)

追記

LT系等の高性能オペアンプ/超低ノイズオペアンプは、ヘッドホンアンプとして使うには少々コツが入ります。あとで時間ができたらまとめますね。

*4 : LM6172は若松サンエレクトロで扱ってる。ちなみに、OPA627は3000円とか4000円

*5 : 出力抵抗が大きく、MHz帯で位相特性が暴れているため、単純なLPF(位相補償)では負荷によって発振する。

1: たろう 2008年04月22日(火) 午後2時47分

電源電圧低すぎると思いますが。
±4~4.5Vの電源で定格±4.5Vからのオペアンプを評価するのは無理があるような気がします。
電池2個つかって±9Vにするのはどうですか?

2: なべ 2008年04月22日(火) 午後11時01分

それは承知してるんですけどねぇ……。当初から一般的なCMoyでの評価目的でしたので(6.3Vコンデンサで作ってしまったもんで、9V×2できない)。
あとで正負電源(006P×2)で作って試します。もはやChu-Moyではないですけど。

3: Fuminnn 2008年04月27日(日) 深夜0時53分

LME49710はどうなんですかね〜
LM4562の隣あたりにボリ松ではうられているようですけど。

4: なべ 2008年04月28日(月) 深夜2時40分

LME49710よく聞きますねぇー、店舗でみたけど
なんとなくスルーしました。今度調べてみますか。

5: KAN 2008年04月30日(水) 午後8時51分

なべさんのまとめにあるとおりOPA627は9V動作では厳しいですね。以前ポータブル用に9V仕様で作りましたが、電圧降下にシビアな石で途中ものすごく歪んでしまったり、と使い物になりませんでした。現在は9V×2(+オペアンプによる高精度分圧回路)で安定動作です。気になる音質ですが、良くも悪くも極めてオーディオ的な音(※)。なべさんのFETアンプが純粋無垢の淡麗辛口とするならば、OPA627はミディアムヘビィな重めの赤ワインですな(笑)。これでJAZZ女性ボーカルなんて聞いたらたまんないですよ〜。

※デジタルアンプが主流の世の中で管球アンプをこよなく愛している方がいるでしょ

6: なべ 2008年04月30日(水) 深夜1時25分

>FETアンプが純粋無垢の淡麗辛口とするならば、
>OPA627はミディアムヘビィな重めの赤ワインですな(笑)

結構ナイスな表現(笑)
そうですねー、オーディオ的と言われればたしかにそうなのかも。

7: KAN 2008年05月02日(金) 午後0時50分

なべさんの評価が気になって私もLM6172ゲットしてきました(笑い)。秋葉原のサンエレクトロに在庫してました。

ところで音質の大半はオペアンプそのものが支配的ですが、中高域はパスコンがかなり影響しますよね。
意外にみなさん見落としているのではないでしょうか。

以前、なべさんの記事にもありましたとおりアナログ回路のパスコン(※)に積セラは厳禁です(キンキン現象)。事実私も手持ちのOPA627BPで秋月で買った安物の積セラを用いてテストしたことがありますが、耳に突き刺さるような煩わしい音質に悪化し、さすがのOPA627BPの良さが半減してしまうことを確認しました。あれこれ悩んだあげく今はタンタルで落ち着いてます。

オペアンプの音を追求するうえで重要なポイントしてリマインドでコメントさせていただきました。

※パスコン:バイパスコンデンサの略。オペアンプの電源端子それぞれとグラウンドとをコンデンサで結ぶことによって、電源グラウンド間の高周波に対するインピーダンスを低くします。0.1μFあたりが一般的。

8: なべ 2008年05月02日(金) 深夜1時04分

おお、なんか責任重大になってきた(笑)

その日の気分(?)よっては、ほとんど聞き分けもできないこともありますけど、やっぱり違うのは違いますね。バイアスかかってるのは否定できませんが(^^

ほんと積セラはひどいですね。積セラだけで作れば良いらしいという話ですけど……それはそれで値段が張るなぁ。最近は10uFとかいう積セラもありますし。

9: 見習い五年生 2008年05月04日(日) 午後9時04分

アナログ回路が高速化しているので、最近では「超低誘電率の積セラ」というものがあり、色んな回路で使われていたりします。要は、積セラ自体が「アナログ回路には向かない」と言うわけではありません。「材質を問わず、高誘電率のコンデンサー」はアナログ回路のパスコンには基本的に向いてないといえます。

昔、設計時にフィルムコンと組み合わせて高周波ノイズをとった事とかあります。(タンタルだと破損率とかの問題があったので。)但し、実際に使って音とかにどう影響するかは解りません。パターンの良し悪しでも、この辺の影響は変わってくるでしょうし。

10: なべ 2008年05月05日(月) 午後5時53分

低誘電率積層セラミックなんてあるんですか…。普通に売ってるのかなぁ。今度探してみよう。

>高誘電率のコンデンサーはアナログ回路のパスコンには基本的に向いてないといえます。
そういえば、無線の回路ってセラミックコンが多いですよね。
歪まないのかなーっていつも気になる。

あと以前のコメントによると、反共振が原因というお話もありました。
http://nabe.blog.abk.nu/0206#c

11: 見習い五年生 2008年05月05日(月) 午後9時53分

正直、リードアキシャルのタイプは無いと思います。チップでならあります。携帯電話に良く使われてるかと。只、一般小売りに流通してるかは不明です。故に、フィルムと積セラのパラ合成をパスコンとして使ってます。

無線機は、基本的に高周波なんですが周波数があまりに高いのと「出力パワー重視のC級動作」ですから音質とか気にしちゃ行けません(笑)。まず、音質よりも安定性を重視しないと。

積セラだけをパスコンに使うと、音質はそんな感じになるんですか。自分の耳では、違いがわからなさそうで怖い話です(笑)。

12: なべ 2008年05月06日(火) 深夜1時34分

いやもちろんチップで@Digi-key。そんなに値段変わらないならかってみようかなぁーと。

無線通信って歪み率の影響大きそうなので(不要輻射とか)、その辺どうなんだろうって疑問はありますよね。

13: 初心者 2008年06月05日(木) 午前10時20分

LME49720ですが、秋月で1個270円で販売開始したみたいですよ。

14: なべ 2008年06月05日(木) 午後10時02分

みたいですね。LM4562と違いがあるようには思えませんけど20円も違うのはちょっと謎。LM4562の在庫を掃きたいだけかな。とりあえず入手してみます >LME49720

15: KAN 2008年06月14日(土) 午後0時50分

なべさんのAランク評価に触発され購入したLM6172、色々忙しくって、そのまま暫くケース入ったままでしたが(汗)、本日ブレッドボードに組み込んで視聴してみました。

評価回路はオペアンプ2個の多段でプリ段はAD712、LM6172はバッファとしました。回路はなるべくシンプルな構成にしたかったので、NFBに1MΩと0.47μFのコンデンサによるパッシブDCサーボを追加し入力カップリングコンデンサを排除しています。

音質比較はプリ段のAD712はそのまま。バッファとして好んで使うLM4562と差し替えしての視聴です。
さて、肝心の音ですがLM4562と比べ中低域の厚さを感じます。また、LM4562は傾向として若干艶やかさが加わりますが、こちらは非常にフラット感があります。とはいっても高域の詰まり感は全くなく非常にクリアな音質です。聴き疲れない音質とも言えるでしょう。スピーカーブランドに例えれば「AD712+LM4562」はJBL系、「AD712+LM6172」はDYNAUDIO系との評価でした(←スミマセン、マニアックな評価で。ちなみにどっちも好きです)。つまり、どちらも絶対的なアドバンテージがあるかといえば答えはノーで、最終的に狙う音質や製作者の嗜好次第でしょうね。なべさんがA、A-と評価した結果もうなずけました。

16: なべ 2008年06月15日(日) 深夜0時20分

おお試聴なさいましたか。やっぱりLM4562よりもクリアですよね。どちらが良いかは好みとしても。DYNAUDIOをきいたことがないのですが、(JBLはきいたことあり)逆にそういう音なのかと思いました(笑) 試聴コメント、本当にありがとうございます。

そんな自分はというと、司さんの書かれていたLT1028の試聴をしてました。OPA627APと肩を並べる音でびっくりしました。どちらが良いかは、これまた好みになりますけど(苦笑)

17: KAN 2008年06月16日(月) 午後11時17分

DYNAUDIOはデンマークのメーカーで所謂ハイエンドといわれる領域です。田舎の実家では馬鹿デカイJBLのスタジオモニターをガンガン鳴らしていましたが、現在の手狭なマンション住まいではDYNAUDIOのブックシェルフが限界かと、、でも、サイズからは想像できない音でめちゃいいですよ。ヤマギワで聴けますので是非機会があればお試しください。

ところでLT1028はOPA627並ですか、、、、。恐るべしLT。そんな自分も司さんの記事に触発されLT1115を買ってしまいました。秋月の向かいのマルツ(2号店)にあります。一時は在庫切れのようでしたが、いまは大丈夫です。値段も若干下がったようです。ただ、相変わらず忙しいので未だケースに入ったままですが(汗)

18: なべ 2008年06月16日(月) 深夜0時43分

>DYNAUDIO
それは一度聞いてみたいですね。自分の自作スピーカーは、あちこちから苦情がくる都合上、最近まったく使ってません。スピーカーの音の広さも好きなんだけど、もっぱらヘッドホンばっかり(^^

LT1028ですが、残念ながら単純な差し替えでは多少発振してたようですので訂正中です。この辺になってくると、同じ回路で比較するのはかなり無理が出てきます(苦笑)。LT1028は+1倍では発振するので、試してみようと思っている人はくれぐれも気を付けて(というか手を出さない方がいいです(汗))。

LT1115はマルツだったんですね。LT1028と比べたいところだけど、通販では扱ってないのか…(汗)。次買い物にいけるのはいつだろ…(USB-DACで早く使用部品と回路を確定させたいらしい(汗)

19: 司 浩 2008年06月19日(木) 午後11時47分

>なべさんへ。

大分、苦戦されているみたいですね。LT1028の性能を引出すには「パターン設計」も意外に肝です。これは、バイポーラタイプで出力インピーダンスの高い品種に特に多い傾向で「帰還を掛ける抵抗の部品配置と配線の取りまわし方で歪率が激変する」ようです。私も経験しましたが下手に作ると「歪率が1桁以上変わる」とか、ざらにありました。(まぁ、歪率が音に影響するかといわれれば微妙ですけど。)さらに、出力インピーダンスが高い割には、低い負荷でもドライブできるように設計されている辺りが、余計に使いにくさに拍車を掛けている要因でもあると思っています。

扱い易さの割に、高音質なのがOPA627ではないかと。適当な定数でもちゃんと鳴るし、回路の形態にも拘らないみたいなのでこの辺の事を考えると値段相応の価値は確かにあります。(=値段は安心の保障なんでしょうね。)これと「LM6171バッファ」を組み合わせて使う人も意外に多いですし。只、このオペアンプですが電圧は±7.5V以上を掛けないと本来の性能は出せないみたいです。

位相補償になべさんが記事に書かれていた「出力のダンプ(帰還外)抵抗」を組み合わせれば、問題なく対処は出来ます。これでも、同価格帯のオペアンプには勝ってしまうのでポテンシャルは高いです。

LT1115は、LT1028ほどは骨を折りませんけどなべさんのおっしゃる通り基本的な扱い方には大差がありません。因みに、入手するならばお店に直接、電話して聞いてみては如何でしょうか?知り合いはFAX注文でたまに利用しているみたいですし。

他に、なべさんの好みのする音だとLT1677とかLT1128になるんでしょうか?因みにLT1677は、3V駆動としての性能は秀逸です。(これら2つもマルツにありますが。)

20: なべ 2008年06月19日(木) 深夜1時27分

-1倍の動作範囲内なので、ちゃんと組めば安定動作させるのはさほど難しくはないのですが、色気を出して低インピーダンス出力とかヘッドホン駆動やり始めるとねぇ。32Ωや40Ωぐらいのヘッドホンを考えると10Ω越えるような直列抵抗は躊躇してしまいます(音変わりますし)。それでいて安定性を見るときは0.01uF, 0.1uFとかの負荷や純L成分で発振しないように確認するのですが……厳しいですね(苦笑)

おかげで最近はオペアンプデータシートとにらめっこ。しかしデータシートには音質が書いてないのが難点ですね(苦笑)

OPA系は以前検証したときも感じましたけど、総じて安定ですね。OPA843(非所持)はともかく(^^ LT1115は秋葉原行く予定の人にお買い物を頼みました。LT1128も置いてあるのか、侮れないなぁーマルツ。

21: COLNAGO 2008年08月11日(月) 午後7時51分

初めまして。
ヘッドフォンアンプに興味が出てきたところです。
色々調べたところ、LT1358も良さそうなのですが
如何でしょうか。

22: なべ 2008年08月11日(月) 深夜1時33分

LT1358ですか。スペックをみた感じだと明瞭感はあまりよくなさそうですね。音の厚みが好きな人はよいと思います。
オペアンプ試聴は「この回路ではテストできないもの(発振するもの)」がゴロゴロしてきたので(おまけにきちんと慣らすとそれらの音が優れているので)、ちょっと停止中です。そのうち纏めて書きたいと思います。

23: COLNAGO 2008年08月12日(火) 午前7時20分

早速のお返事有り難う御座います。
Single版のLT1357はESOTERICのオーディオD/Aコンバーター出力に使われる程なのでDual版のLT1358も悪く無さそうです。

ご試聴の纏め書き楽しみにしております。

24: なべ 2008年08月12日(火) 午後8時34分

記事にしたいものが溜まっていて……気長にお待ちください(^^;


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