バイク搭載用・絶縁機能付きアクティブミキサーの回路確認その2

先日・・・・というか雨の週末にブレッドボードを引っ張り出してきて回路を作り込み、基本的な動作確認を済ませました。

https://…/2019/06/30/ バイク搭載用・絶縁機能付きアクティブミキサーの回路確認
https://…/2019/06/23/ バイクに搭載するアクティブミキサーの部品配置を考えよう
https://…/2019/06/22/ バイク搭載用・絶縁機能付きアクティブミキサーを作ろうかな？

その際、増幅度をもう少し上げたい事がわかったのでその調整をしなければならないのですが、下手に増幅度を上げると電源電圧の壁にぶち当たり波形がカットされてしまうので、今日はその辺りを確認しながら調整します。

抵抗の定数が決まっていませんが、回路図はこんな感じ。絶縁トランスはスペースの関係でスマフォ側にのみ装備。

・アクティブミキサー

非反転増幅回路1段にするか、安定性に優れている反転増幅回路を2段にするか・・・・ただ入力抵抗はあまり低く出来ないし負帰還抵抗もすごい大きい値にすると高い周波数帯の特性が悪くなるので、2段増幅だとその辺りの余裕があるかな？
オペアンプNJM2114DDは、電源からのノイズ混入を防ぐため、バイクの14V電源を78L09で9Vにドロップさせて駆動しつつ、中央値を基準値としているため振幅は±4V程度しか取れない。

さて実測。まずはミキサーを通さないMP3プレーヤーと純正イヤホンを普通に繋いだ場合の電圧振幅を調べよう。久しぶりにオシロスコープを投入。

https://…/2016/01/09/ ポチッとオシロスコープ

ブレッドボードのミキサー回路は左チャンネルしか使用していないので、右チャンネルをバイパスするように配線し、そこにオシロスコープのプローブをセット。

・先週組み込んだ回路をちょっと修正し、オシロスコープを接続

そして音源は、1kHz正弦波をMP3化したものを準備、MP3プレーヤーに転送して再生させます。

普通に音楽を聴ける"ボリューム7"の場合は・・・・

・MP3プレーヤーから純正イヤホンをドライブ・・・・約15mVp-p

約15mVp-p！　うそ～、こんなに小さい値なの！？
試しにMP3プレーヤーとイヤホン直結にしても同じ値が測定されるので、間違いなさそう。こんなに小さい値であれば作り込もうとしているアクティブミキサーの電源電圧（9V）に当たるということはなさそうだな。（※FTM-10Sの入力インピーダンスが不明なので、実際にFTM-10Sに接続した値ではないけれど。）

念の為、MP3プレーヤーをバイクに接続した際に使用している"ボリューム18"だとどうだろう・・・・

・ボリューム設定値18だと・・・・約250mVp-p

約250mVp-p。多少は大きくなるけれど、こんなものか。
いまは純正イヤホンを駆動しているのでFTM-10Sの入力インピーダンスとは違うけれど、ミキサーからの出力で同じように純正イヤホンを駆動したときにこの250mVp-pという値を出せるようにすれば良いということね。

続いて、絶縁トランスを通過させて接続するスマフォ側とのレベル合わせのため、スマフォ出力で先程のイヤホンを駆動した時の様子。

・スマフォも接続して振幅測定

1kHz正弦波音源ファイルは、MP3プレーヤーに転送したものと全く同じものをスマフォに転送して、普段使用しているボリュームで再生。音源が同じなので振幅の差がどれくらいなのかな？

ついでにオシロのプローブをch1はスマフォ出力（ミキサー入力）、ch2はミキサー出力にして、ミキサーの動作もチェック。

・スマフォ出力は 90mVp-p、ミキサー出力もほぼ同じ

スマフォ出力はかなり振幅が大きい値が測定されていますね。
そしてch1とch2を比較してほぼ1倍とミキサーとしては正しい動きをしていますが、これをFTM-10Sの入力側に合わせて目標250mVp-pまで増幅度を調整しよう。

ミキサー内に設置してある可変抵抗VR3・VR4を回して常時使用するボリューム設定でMP3プレーヤーとスマフォのオペアンプ入力前の振幅が同じになるように調整・・・・してMP3音楽とセリフ系のYouTubeを同時に聞いてみたら、レベルが同じだと何を言っているのか判別不能。
こりゃ～音のレベルを合わせる必要はなくて、用途に応じて加減したほうが良いなということを学習。

続いて手持ちの抵抗で負帰還抵抗値を増してみます。これで増幅度が変わります。と言っても手持ちの抵抗は、4.7k、10k、47k。
R4=10k、R5=10kだったのを、R5=47kとしてみます。理屈では13dBで4.7倍アップ・・・・