パワーアンプとBass Boostについての質問

2014/02/24 18:47

このQ&Aのポイント

パワーアンプとBass Boostについての質問記事です。μpc2002を使ったパワーアンプの回路について調べています。
写真のＲ１、Ｃ１を調整して100Ｈｚ以下の周波数を５倍ほどＢｏｏstする方法について質問しています。
オペアンプにはＯＰＡ２１３４ＰＡを使用する予定です。ＶＣＣは15Ｖ、スピーカーは８Ωです。回答をお待ちしています。

ms06j1221zaku
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電気・電子工学
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xpopo
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2014/02/25 21:19 回答No.2

回答NO.1へのお礼、ありがとうございます。まず、回答NO.1の内容に問題があり間違いがありましたので、以下のように訂正させてください。入力電圧V1から出力電圧VoutへのゲインG(jω）は　　G(jω）＝{(R1＋R2＋R3)／R3｝×［{１＋jωC１×R1×（R2＋R3)／（R1＋R2＋R3）}／（１＋jωC１×R1）］　　　(1) で与えられます。上式から分母のポールの周波数ｆｐは　ｆｐ＝1／（2πC１×R1）　　　(2) で与えられ、分子のゼロ周波数ｆｚは　ｆｚ＝（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）／{2πC1×R1×（R2＋Ｒ３）}　　　(3) で与えられます。十分低い周波数ではＣ１のインピーダンスは非常に大きくなりますので、ＯＰアンプの帰還抵抗はＲ２＋Ｒ１とみなせます。また逆に十分に高い周波数ではＣ１のインピーダンスは非常に小さくなりますので帰還抵抗はＲ２になります。　十分に低い周波数でのゲインＧlowは　　　Glow＝１＋（R1＋R2）／R3　　（４）で与えられます。また十分に高い周波数でのゲインGhighは　　　Ghigh＝１＋R2／R3　　　　(5) で与えられます。ここでGlowはGhighの5倍ほしいということですので、　　　Glow＝５×Ghigh　（６）が成り立ちます。式（６）に式（４）と（５）を代入して整理してR1を求めると、　　　　R1＝４×（R2＋R3)　　（７）を得る。式（７）にR2＝10kΩ、R3＝1.5kΩを代入してR1を求めると　　　R1＝４×（10kΩ＋1.5kΩ）＝４６kΩ となります。次にC１を求めます。まず式（３）よりC1は　　C1＝（R1＋R2＋R3）／{2π×ｆｚ×R1×（R2＋R3）}　　　（８）と書き直せます。式（８）に　R1＝46kΩ、R2＝10kΩ、R3＝1.5kΩ、ｆｚ＝100Hz　を代入して　　C1＝0.173uF と計算されます。計算で求めたR1とC1を使ってシミュレーションした結果を新たに添付しておきます。　　次に補足にありました質問＞トーンコントロールを入れる場合、＞＞1：ゲイン１０倍のパワーアンプ＿＿トーンコントロール＿＿パワーアンプ＞2：ボルテージフォロワ＿＿トーンコントロール＿＿ゲイン１０倍のパワーアンプ＿＿パワーアンプ＞＞１．２のどちらがいいでしょうか？回答＞＞　１．の方が良いです。理由はＳ／N比が２．に比べて１．の方が有利だからです。アンプが縦に何段も重ねて使う場合は、格段のノイズが次段のアンプで増幅されますので、はじめのアンプでできるだけゲインを稼いでおく方がS／N比には有利になります。ですから、パワーアンプのゲインも必要最小限のゲインにしてできるだけゲインを低く設計するのが常識です。

質問者

お礼 2014/02/27 18:56

わかりやすい回答ありがとうございました。おかげでいいものができました。 https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-6pbdvsudc2wsusrtg5phqzqc4y-1001&uniqid=7937b882-9013-47ca-b3c8-baeaf73aeb39&viewtype=detail 本当にありがとうございました。

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xpopo
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2014/02/24 23:15 回答No.1

まず添付されてる回路図でまずい箇所が２つあります。　1つ目は入力のVRとOPアンプの非反転入力の間にコンデンサが入ってますがコンデンサが入ると非反転入力のDCバイアス電圧が不定になってしまいOPアンプは正常に動作しなくなりますので外してVRと直結してください。　2つ目はOPアンプの出力とパワーアンプの入力がダイレクトに接続されてますが、電解コンデンサ（10uF程度の）を間に入れてください。コンデンサを入れないとパワーアンプのDC動作点が狂ってしまいパワーアンプが正しく動作しません。＞写真のＲ１、Ｃ１を、100Ｈｚ以下の周波数を５倍ほどＢｏｏstする場合どのくらいの抵抗値、容量にすればいいでしょうか？添付回路図を参照ください。ｆ＝100Hz以下でゲインが上昇すると言うことで、100Hzは　　f=100Hz＝1/(2π×C1×R2) できまるので、これより　C=1/（2π×R2×100）＝1/（2π×10E3×100）＝0.16uF と求まります。また低域のバスブースと量は5倍と言うことですのでR1はR2の4倍必要になるので40kΩ→39kΩ と求められます。