＜編集日：2011.3.3＞

お気楽ヘッドホンアンプ（電子ボリューム内蔵版）
製作マニュアル１．はじめに
この基板はＪＲＣのＮＪＷ１１５９を用いた電子ボリューム付きステレオヘッドホンアンプになります。電子ボリュームをつかうメリットは左右の音量差が生じにくい点と、信号線の配線長が短くなりノイズに強くなります。さらに、ボリュームは単純な１連のＢカーブ可変抵抗ですみ、その配置の自由度も高くなります。
この基板の回路構成として、アンプ部はオペアンプの出力に電力増幅段を追加したシンプルな構成であり、部品点数も少なくて済みます。電子ボリューム部の電源は電源は LM317/337 を使用し、ディジタル部は 7805 の３端子レギュレータを用いた降圧回路としており、こちらも部品点数を少なくしています。
電子ボリュームＩＣの制御には PIC マイコンをつかっています。これはワンチップで、かつ発振器も内蔵していますので回路構成をシンプルにするのに役立っています。
この回路の基本はヘッドホンアンプですが、回路定数を変更すれば小型のスピーカも駆動できますので、ディスクトップオーディオとしても活用できるかと思います。

図完成例

２．機能＆仕様機能
電子ボリューム

アンプ部
電源電圧
基板

表 主な機能＆仕様
電子ボリューム付きステレオヘッドホンアンプ
NJW1159D を使用◆可変範囲 ０～－９５ｄＢ／１ｄＢｓｔｅｐ、ＭＵＴＥ
制御 IC は PIC16F819 を使用。
オペアンプ＋電圧フォロアー（0dB バッファー）
正負１５Ｖ（推奨値）
FR4、サイズ：4700×3200mil 119.4×81.3mm
70um 銅箔厚３．基板端子機能表
表

基板端子機能表
表示
機能
説明
INL
信号入力（左）
信号入力
GGND
G
GND
INR
信号入力（右）OUTL
信号出力（左）信号出力
G
GND（ヘッドホン出力）
OUTLR
信号出力（右）G
GND
V+
正電源(+15V)
電源入力
GND
電源 GND(正負 10～16V 程度）
V負電源(-15V)
V
Reserved
5V 出力
通常は使用しません。
GGNDReserved
RB3
PIC-I/O RB3
Reserved
RB2
PIC-I/O RB2Reserved
RB1
PIC-I/O RB1(*1) MUTE 用リレー信号
RB0
PIC-I/O RB0(*1) LED 表示用出力
RA4
PIC-I/O RA4Reserved
RA3
PIC-I/O RA3
Reserved
RA2
PIC-I/O RA2
Reserved
RA1
PIC-I/O RA1
Reserved
GGND
Reserved
V5V
可変抵抗器を接続
C
可変抵抗中点（10kΩ(B)を接続します）
G
GND(*1)「８．オプション接続方法」にて説明。

NoP1
P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16P17P18P19P20P21P22P23P24P25４．部品表例
下記部品表例ではゲインを 21 倍としています。
ゲインは Ｇ＝Ｇ＝(R9+R7)/R7、 Ｇ＝(R10+R8)/R8 で設定できます。

部品名
抵抗図. 部品表例仕様No規格

R1R2R3R4R5,6R7,8R9,10
R11-14
R15-18
R19-22
R23,24(*1)

金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/4W)
金属皮膜(1/2～1W)
金属皮膜(1/2～1W)

910Ω
240Ω
910Ω
240Ω
47kΩ
1kΩ
20kΩ
33Ω
10kΩ
4.7Ω
10～50Ω

個数

備考

11112224442LM337/6V 設定
LM317/6V 設定
6V 設定

エミッタ抵抗ヘッドホン保護用。

(*1)シルク抜けがあります「６．基板パターン」を参照ください

部品名
コンデンサ

ダイオード
トランジスタｵｼﾚｰﾀ
IC

図. 部品表例（つづき）
仕様

No

規格

個数

C1,2C3-9
C10,11C12-15C16Cp
D1-4
Q1,2電解コンデンサ
電解コンデンサ
電解コンデンサ－
フィルムコンデンサ
チップセラミック
小信号用ダイオード
小電力 NPN

1000uF/25
47uF/25V
10～47uF/25V
ジャンパー
0.1uF
0.1uF
IS1588 相当
2SC3421 など

27241742Q3,4

小電力 PNP

2SA1358 など

2OSC1IC1IC2IC3IC4IC5IC6

未使用
電圧レギュレータ
電圧レギュレータ
電圧レギュレータ
制御 CPU
電子ボリューム
DUAL オペアンプ

未使用
LM337
LM317
7805
PIC16F819
NJW1159D
OPA2134 など

111111備考

バイポーラ推奨ジャンパー2012 サイズ
TIP31C などの電力用 Tr も可TIP32C などの電力用 Tr も可
実装しません。

NJW1159 制御用
FET タイプ推奨

５．ジャンパー接続
本基板で使用する電子ボリューム IC5(NJW1159)には出力は内蔵オペアンプを使用したバッファー出力と、外部オペアンプを使用することを前提として出力端子があります。この基板ではどちらを選択するかを基板の IC5 の半田面のジャンパー端子で選択することができます。通常は「内蔵オペアンプを使用」する側を選択しますが、好みに応じて「外部オペアンプを使用」するを選択してもよいでしょう。
この場合は R5,6 を未実装にして、C12,15 はジャンパーとしてください。
ジャンパーは半田を盛って接続するのが簡単です。

(a)IC 内蔵のオペアンプを使用（推奨）(b)内蔵オペアンプを使用しない
図 IC5 裏面のジャンパー接続

６．接続方法
下図にもっとも標準的な接続方法を示します。ボリュームには 10～50kΩのＢカーブ（直線変化）のものを使用してください。

-15V
GND

POWER

+15V

OUTPUTR-ch
GND

OUTPUT

GND
L-ch

VOLUME UP

10kΩ（Ｂ）
Variable
resister

R-ch.
INPUT
L-ch.

VOLUME DOWN

図

標準的な接続方法

６．基板パターン(1)シルク面（部品面）
R23,24 のシルクが抜けていますので、下図を参照ください。

↑Ｒ２３(2)配線パターン↑Ｒ２４

７．回路図８．オプション接続方法(1)MUTE 用リレー信号
基板端子の P16(RB1)は MUTE 用のリレーの制御信号がでています。これは電源 ON 時から 1.5 秒後にＬレベル（０Ｖ）からＨレベル（5V）に変化します。これを利用して電源 ON 時のポップノイズを低減することができます。
(2)LED 表示用出力
基板端子の P17(RB0)はデータ出力端子になっており、ボリューム値が０(MUTE 時）～８０（最大値）の値で出力されます。出力されるフォーマットは下図に示すような調歩同期式で１スタートビット、８ビットデータ、１ストップビットであり LSB ファーストでデータが送信されます。送信速度は 19200bps相当です。出力される値は NJW1159 との設定値とは対応しておらず、ボリュームつまみの回転角度に比例させています（操作量と表示の一致させるため）。
また電源投入時の立ち上げ時、および電源 OFF 時にはデータ値 255(0xFF)を送信します。

図．

P19 からの出力フォーマット

この信号を受信して、7 セグメントの LED 等を表示させるようにすれば電子ボリュームとしておもしろいと思います（オプションとして準備予定）。
１０．編集履歴2011.3.3 Ｒ１