スピーカアンプのICモジュールは複数のIC製造メーカから色々な種類が出ているが、 それらの多くは、入力・出力両方か少なくともどちらかがコンデンサでカップリングされたACアンプとなっている。 音声用のアンプとしては問題ないが、加振器をドライブするためのアンプとしては、DCまで出力できるアンプが必要になる。 DCまで出力可能なアンプとなると、市販品では高価なものが多く、できたら安価なICモジュールで制作したい。 TDA1517はアンプモジュールの一つで、上記の通り基本的にはACアンプである。安価にDCアンプを作るために、 オフセットをオペアンプで調整し、DCアンプとして使用するための方法を考えてみる。
アンプモジュールには、オペアンプタイプと、ゲインが固定されているタイプがあり、今回取り上げたTDA1517は、 ゲインは20dBに固定されており、負帰還を調整する必要がない。 オペアンプのタイプのICモジュールの場合は、負帰還と位相補償の調整を行う必要があり、 ゲインが固定されているタイプに比べてオフセットを安定させるのがやや難しいことがある。 TDA1517の場合、BTLでは入力のみ、ステレオ出力では入出力でコンデンサカップリングであり、 DCアンプとするためには入力でのオフセットを調整した上で出力はBTLを使用する必要がある。 データシートには明示されていないが、BTL時の出力の基準電圧は電源電圧の約半分で(Vcc/2)、 入力端子のオフセットは、電源電圧が12Vの時大体2V程度となっている。 正入力と負入力にそれぞれオペアンプでオフセットを調整して入力すれば良い。 左右のオフセットは調整されていないので、両入力のオフセットとも別個に調整できるようにする必要がある。 ちなみに、TDA1516だと、入力の基準電圧が外部に出ており、これを使うこともできるが、 それでも左右のオフセットの誤差が無視できないことがあるので、調整は出来るようにした方が良い。 一番簡単な方法は、半固定抵抗で2V程度あたりに仮想GNDを設定し、入力は仮想GNDを中心とした信号として入力し、 正入力はオペアンプのボルテージフォロワで受け、負入力はオペアンプの反転増幅回路で作成し、オフセットはオペアンプの非反転入力で調整する。 ゲインが20dBあるので、ノイズについては注意する必要があり、使用する帯域によって、位相補償を行う。 入力インピーダンスがかなり適当になっているのと、入力のグランドとはフロートにする必要があるのに注意。 オペアンプはグランド付近まで入力・出力可能なタイプを選定すれば良く、必ずしもR2Rでなくて良い。 今回は手元にあったAD8666を使用した。AD8666は、入力はグランド-0.1Vから電源電圧-2V、出力はR2R対応である。
ちなみに、今回のアンプでドライブする加振器はS-0105 (WaveMaker Mobile) という有限会社旭製作所が製造・販売している機種で、周波数特性は下図の実線のようになる。点線は一般的なACアンプで、特に100Hz以下の低周波の出力が不足していることがわかる。 加振器に附属する電力増幅器+ファンクションジェネレーター+振動計も販売されているが、最新機種ではD級アンプになっており、通常用途では問題ないのだろうが、 今回の研究では高周波ノイズが問題になるため、自前で用意することになった。旧型アンプではデジタルアンプでなくてノイズは少なかったようだが、 発熱等の問題が大きく切り替えられたと思われる。
A few years pass; you���re still selling Qxyzrhjjjjukltks like crazy; but now
there are lots of Qxyzrhjjjjukltk clones on the market, like the open source
FireQx, and lots of headphones, and you all keep inventing new features that
require changes to the headphone jack and it���s driving the headphone makers
crazy because they have to test their new designs out against every
Qxyzrhjjjjukltk clone which is costly and time consuming and frankly most of
them don���t have time and just get it to work on the most popular
Qxyzrhjjjjukltk 5.0, and if that works, they���re happy, but of course when you
plug the headphones into FireQx 3.0 lo and behold they explode in your hands
because of a slight misunderstanding about some obscure thing in the spec
which nobody really understands called hasLayout, and everybody understands
that when it���s raining the hasLayout property is true and the voltage is
supposed to increase to support the windshield-wiper feature, but there seems
to be some debate over whether hail and snow are rain for the purpose of
hasLayout, because the spec just doesn���t say. FireQx 3.0 treats snow as rain,
because you need windshield wipers in the snow, Qxyzrhjjjjukltk 5.0 does not,
because the programmer who worked on that feature lives in a warm part of Mars
without snow and doesn���t have a driver���s license anyway. Yes, they have
driver���s licenses on Mars.
-- Joel Spolsky
-- Martian Headsets ( http://www.joelonsoftware.com/items/2008/03/17.html )
<kfogel> rindolf: CIA watches much more than just Subversion. Google on
it (uh, include the word "commit" too I guess), the details
are quite interesting.
<fitz> it's currently watching kfogel's houseplants
<kfogel> rindolf: If you don't know Fitz, you'll probably assume he's
joking.
<sussman> go into #commits
<sussman> you can see all the CIA commits for different opensource
projects
<kfogel> ...which is to say, all the commits.
<kfogel> muwah-ha-hah-hah-haaaaah
* fitz hides #svn
-- #svn, Freenode