ヘッドホンアンプやオペアンプ回路を作るとき、「片電源（シングル電源）」と「両電源（デュアル電源）」のどちらを使うかで設計が大きく変わります。今回はそれぞれのメリット・デメリットに加えて、簡単に両電源を作る方法も紹介します。
片電源（シングル電源）の特徴
片電源は「+Vだけの電源」で動作する回路です。たとえば+5Vや+12Vだけの電源でオペアンプを動かす場合が該当します。
メリット
- 電源がシンプル
プラスだけの電源でOKなので、電源回路が簡単。 - 部品が少なくて済む
トランスや負電圧生成回路が不要。 - コストが安い
電源部がシンプルな分、基板も小さく抑えられる。
デメリット
- カップリングコンデンサが必要になることが多い
出力を0V中心の信号にするとき、DCバイアスをカットするためのコンデンサが必要。 - 信号処理の自由度が低い
0Vを中心に振幅させることが難しい場合がある。 - 出力振幅が制限されやすい
電源電圧の範囲内でしか動作できないので、ヘッドルームが狭くなる。
両電源（デュアル電源）の特徴
両電源は「+Vと-Vの両方を使える電源」です。0Vを基準に信号を扱えるので、オーディオ回路では特に便利です。
メリット
- 信号が0V中心で扱える
入力・出力ともに0Vを基準にできるので、DCバイアスを気にせず設計可能。 - カップリングコンデンサを省略できる場合がある
出力信号が0V付近で偏らないので、直結でヘッドホンに接続できる。 - 出力振幅が大きく取れる
プラス・マイナス両方の電圧を使えるので、ヘッドホンアンプの音圧やヘッドルームが改善される。 - 回路の自由度が高い
入力・出力回路の設計がシンプルで、ノイズ源も減らせる。
デメリット
- 電源回路が複雑
負電圧を作る必要があるため、トランス、DC-DCコンバータ、またはチャージポンプICなどが必要。 - 部品コストがやや高い
電源周りのICやコンデンサが増える。 - 基板サイズが少し大きくなる場合がある
電源部の部品が増えるため。
両電源を最も簡単に作る方法
ヘッドホンアンプの小電流用途なら、実は 乾電池2本で簡単に両電源を作れる 方法があります。ポイントは以下の通り：
- 電池を直列に2本使う
例えば1.5V×2で3Vの電圧。 - 中央を基準にする
電池の中点を0Vと考えると、上側が+1.5V、下側が-1.5Vとしてオペアンプが動作可能。 - 低電圧オペアンプを使う
低電圧で動くオペアンプなら、この3V両電源で十分に動作します。
この方法なら、チャージポンプやDC-DCコンバータを使わずに、乾電池だけで両電源を作れるので、基板も部品も最小限で済みます。
まとめ
| 項目 | 片電源 | 両電源 |
|---|---|---|
| 電源 | +Vだけ | +Vと-V |
| 設計の自由度 | 低め | 高め |
| 出力振幅 | 制限あり | 大きく取れる |
| カップリングコンデンサ | 必須になりやすい | 省略できる場合あり |
| 部品数 | 少ない | 多い（ただし乾電池2本なら最小構成で可能） |
| コスト | 安い | やや高め（電池なら安価） |
ポイント：ヘッドホンアンプや小型オペアンプ回路では、
- 「シンプルに作りたい → 片電源」
- 「音質・信号自由度を優先 → 両電源（乾電池2本でもOK）」
という選び方が便利です。
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