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コメントのレスです

 ちょっと専門的なことでコメントがあったので、そのレスになります。
知らない人には難しい内容ですので適当にスルーしてください(^^;

↓折りたたんでいます
 



 質問としては、苦労して作ったアンプが上手く動かないので力を貸して欲しい、ということです。 仕様としては文章から判断して、パソコンの音声出力をUSBより電源を取った自作アンプで音を鳴らそうとしているのかと思います。


 具体的な回路図がないので正確なことが言えるかどうか分かりませんが、電圧増幅にオペアンプ(NJM4558DD)を使って、その後に音量調整のボリュームを付けて最後はパワーアンプ(LM386)にてスピーカーを鳴らしているのではないでしょうか?



 部品のデーターシートってご覧になられているでしょうか? 見ないで回路を作っちゃう人多いかもしれませんが、見る癖を付けましょう(^^
 

 データシートによるとNJM4558は動作電圧が±4Vからとなっていますので、片電源で動作させた場合、最低でも8Vの電源が必要となります。 これが動かないまず1つめの原因でしょうか。 
 
 次に、このタイプのオペアンプのICは出力がフルスイング(レールtoレール)出力ではありません。 フルスイング出力というのは電源電圧いっぱいまでアンプの出力を出すことが出来るタイプのICです。


 データシート

 データシートの電気的特性で最大出力電圧2の項目が電源電圧±15Vの時に±13V(負荷抵抗2kΩ時)となっているので電源電圧の上下2Vぐらいは出力が出せないということになります。 電源がUSBですの電源電圧はで5Vだと思いますので出力できる電圧範囲は1V~2Vということになり、あまり大きな電圧が取り出せません。


 4558内部回路

 ↑ちょっと難しいかも知れませんが、内部等価回路図を見ると、出力段がエミッターフォロアという回路になっているので、どうしても出力電圧範囲が上下1Vぐらいは減ってしまいます。
 
 
 結論としましてはこのオペアンプでは動作しませんので、別のICに置き換える必要があります。 そこで、NJM2115Dはいかがでしょうか? これは電源電圧±1Vがら動作しますし、出力も電源電圧に近いところまで出すことが出来ます。 ICのピン配置(足の順番)も同じですのでそのまま載せ換えるだけでいけますよ(^^ 



 パワーアンプ(LM386)は電源電圧が5Vあれば問題なく動くと思います。 ただ、出力パワーはあまり出ないかもしれません。 ちょっと計算してみます(^^ 難しいかもしれませんががんばって(><

 出力電圧グラフ
 電源電圧-出力電圧のグラフで見てみますと、電源電圧5V(横軸)の時に出力電圧(縦軸)約3V(Vppピークピーク値、スピーカーインピーダンス8Ω時)になります。 出力電力を計算するには電圧の実効値(ちょっと難しくなってきたかもしれませんが^^;;)を求めないといけません。 

 交流波形の一番上から一番下までが3Vですので、実効値は1/2にしたものをルート2で割ったものになります。 計算すると約1.1Vになります。 スピーカーのインピーダンスが8Ωの場合、出力電力Pは P = V^2 / R で出ますので 1.1^2 / 8 = 0.15Wとなります。


 あと、電源の消費電流ですが、データがありませんのでグラフより計算してみますね(^^ 

 損失
 出力電力-パッケージ損失のグラフを見てみます。 電源電圧5Vというのがないので一番近い6Vで見てみます。 出力電力は先ほど計算して0.15Wですのでグラフを見てみますとパッケージ損失は約0.2Wです。

 出力電力0.15Wとパッケージ損失0.2Wを足した0.35Wが消費する電力ですので、電源電圧6Vの場合、消費電流は P = V × I より計算すると58mAとなります。 ステレオでしょうから2回路になりますので116mA、オペアンプの消費電流を入れてもせいぜい150mAでUSBの電流容量500mA以内に収まっているので問題ありません。



 次は全体的な増幅率の計算になります。
LM386の増幅率は26dB(20倍)ですので、オペアンプの回路がなくてもいけるかもしれません。 ただ、ボリュームを常にいっぱいで使うことはしませんよね? 大抵はツマミの位置が時計の9時ぐらいの位置で使うことが多いと思います。 この時の減衰度は経験則でおよそ-20dB(0.1倍)です。 パソコンからの信号がツマミの位置が9時の位置である程度の音量を出すにはどうすればいいのでしょうか?? ややこしいですか?(^^;;


 パワーアンプの最大出力電圧は先ほどグラフより3Vppでしたので、波高値で1.5Vになります。 ボリュームのツマミの位置が9時の位置の時に波高値で1Vを出力するように設計してみます。 
 
 パソコンからの音声信号出力電圧の波高値が0.1Vだったとしますと、このアンプの入力から最終出力までの総増幅度は10倍(20dB)必要なことが分かります。 パワーアンプの増幅度は26dB、ボリュームの減衰度は-20dBですので、オペアンプ回路でどれぐらいの増幅度が必要でしょうか??

 増幅度や減衰度の合計が総合増幅度になればいいので、次のようになります。

 総合増幅度 20dB = プリアンプの増幅度 + ボリュームの減衰度 -20dB + パワーアンプの増幅度 26dB

 ちなみに、dBによる計算は足し算が成立するのでこういう計算をする時は非常に便利です。 上の式を計算すると、プリアンプの増幅度は14dB(5倍)必要だということが分かります。 あとは実際に音を鳴らしてみての微調整になりますね(^^
 
 
 というわけで、私なりに回路を設計してみました(^^
 
 回路図です
 USB電源対応パワーアンプ

 あまりややこしいことはしていません。 でもこれで特に問題ないと思います(^^ NJM2115Dは2回路入りですので、左右のチャンネルでピン番号が変わるので調べてくださいね~

 とりあえず作られた回路のままでオペアンプのICだけを取り替えてみてはいかがでしょうか? 音が鳴ればプリアンプ部の増幅度を調整すればオッケーだと思います(^^


がんばって(≧▽≦)

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Re: No title

>コメントいただいた方へ
いえいえ、がんばってくださいね~(^^
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