2017 (c) S.Yoshimoto
2019 DEC. Update
完全差動アンプは＋INと－INの入力端子と＋OUTと－OUTの出力端子、Vcom端子の５端子を持つ増幅器です。
＋INと－INの差が増幅され＋OUTと－OUT間に出力されます。
Vcomは＋OUTと－OUT間の中点電圧を設定します。
ヘッドホンアンプではVcomは0V（グランド）とします。
Vcomにより無入力時＋OUTと－OUTは0Vに保たれます（低DCオフセット）。
信号入力時＋OUTと－OUTには0Vに対して平衡な電圧が出力されます。
アンプ内部は4個の差動増幅段と2個のSEPP出力出力段で構成されます。
①は2N7002DWデュアルMOSFETによる初段差動増幅器です。
入力信号は差動増幅され正側ドライバー段③と負側ドライバー段②へ送られます。
②と③はNSS40300MDR2GデュアルPNPTrによるドライバー段差動増幅器です。
正・負の信号は大振幅に増幅されてデュアルTrによるSEPP段に送られます。
デュアルTrによるSEPP段によりヘッドホンは低インピーダンスで駆動されます。
④はNSS40301MDR2GデュアルNPNTrによる同相帰還差動増幅器です。
Vcomと出力中点を比較し、出力電位と出力の平衡を維持する為の誤差信号を作ります。
誤差信号はドライバー段の負入力へ送られ出力に生じる誤差（同相分）を打ち消します。（同相帰還）
アンバランス入力とバランス出力・アンバランス出力を持つヘッドホンアンプとします。
入力はRCAピンによるアンバランス入力端子です。
バランス出力とアンバランス出力は
の4種類です。
負帰還は正出力から負入力に掛ける片側帰還を採用します。
バランス増幅回路ではアンバランス入力用途でも慣習的にたすき掛け帰還回路（図の左側）が用いられます。
しかしながら、たすき掛け帰還回路は帰還特性が信号源インピーダンスに影響されますし、入力インピーダンスを高くし難い欠点があります。
本ヘッドホンアンプはアンバランス入力のみなので、慣習にとらわれずアンバランス増幅回路と同じ片側帰還（図の右）を用います。
片側帰還とすることにより
の利点がえられます。
出力コンデンサの無い全段直結DCアンプですので
からヘッドホンを保護する保護回路を設けます。
ヘッドホンはスピーカより脆弱ですのでより高感度な直流出力検出が必要です。
さらにバランス出力がステレオ分ですので4系統の直流出力検出を行わなくてはなりません。
保護回路は以下の条件でリレーを動作しヘッドホンを切り離します。
これらの保護を従来型の回路で実現すると大規模になってしまいます。
そこでPICマイコン PIC16F1823を用い簡潔に実現します。
PIC16F1823は14pinDIPパッケージに7chの10BitAD入力等の高機能を備えたマイコンです。
10BitAD入力により4ch分のヘッドホン出力と＋電源の電圧を監視し保護を実現します。
マイコンよる保護を行うには回路設計に加え保護を実行するプログラムの記述、マイコンへのプログラムの書き込み、プログラムの動作の検証（デバック）が必要です。
プログラムの作製にはマイクロチップ社が提供する開発環境（PCアプリ）と開発キット（書き込みと接続用ハード）を用います。
プログラムはC言語で記述します。そしてマイコンへのプログラム書き込みとインサーキットデバッグの為にPICマイコン開発キットを接続するコネクタを保護回路に設けます。