チャンネルディバイダー式トーンコントロールアンプに

質問

チャンネルディバイダー式トーンコントロールアンプについての質問です。

以下のＵＲＬの回路についての質問です。
https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-6pbdvsudc2wsusrtg5phqzqc4y-1001&uniqid=ae4b0a37-78c9-4341-99e6-17a3e4a6b2b9&viewtype=detail
加算回路前でプリアンプ、加算回路後でヘッドホンアンプ兼プリアンプのトーンコントロール回路を想定して製作を検討しております。
画像の周波数の測定位置は加算回路の出力タグ、HP+LPと、B2の位置です。
この回路で問題等ありますでしょうか？
ボリュームやボルテージフォロワの位置も適正でしょうか？
回答よろしくお願いします。

参考、利用、　トランジスタ技術2014.12月号P96～P99 （付録CD）

回答No.2

xpopo · ベストアンサー

回答へのお礼ありがとうございました。回答への補足について以下に回答します。

＞https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-6 …
＞マスターボリュームとして最初にボリュームを設けバッファを介してフィルターをかけてますが、
＞これも外したほうが良いということですね

回答＞＞そうですね外したほうがノイズ的に有利になります。

＞また、目的としてヘッドフォンアンプとして使いたいために加算回路を設けているのと、チャンネルディバイダーそのものとして使いたいという目論見です。
＞基本はチャンネルディバイダー用のプリアンプとして使う予定ですが、ヘッドフォンジャックにプラグを挿したらトーンコントロール可能なヘッドフォンアンプ（またはそこにパワーアンプをつなげたら普通のトーンコントロール可能なプリアンプ）として使いたいとおもっています。
＞また、ボリュームを後ろに持ってきた場合バッファが必要だということですが、加算回路はインピーダンスの変換的な役割をして、ヘッドフォンをつなげても問題ないでしょうか？
＞オペアンプはNJM4580, DCsarbo用にNJM4558を使う予定です。

回答＞＞加算回路の出力でヘッドホンをドライブするにはドライブ能力の高いOPアンプが必要になります。一般にヘッドホンをドライブするのにピークで１０ｍW必要といわれてます。
　ヘッドホンのインピーダンスが２０Ωの場合ドライブするOPアンプの出力電流Iomaxは32mA必要になります。この計算はヘッドホンのインピーダンスをRhp（Ω）とするとヘッドホンに１０ｍW出力するときのOPアンプの出力電圧Vopmaxは
　　Vopmax＝√（Rhp×１０ｍW）　　　（１）
で計算できますのでこの式（１）にRhp＝２０Ωの場合は２０Ωを代入して
　　Vopmax＝√（２０Ω×１０ｍW）＝６３２ｍV
と求められます。これからヘッドホンに流れる電流Ihpmaxは
　　Ihpmax＝６３２ｍV／２０Ω＝31.6ｍAmax
と計算できます。
　OPアンプの出力電流の最大能力に31.6mA流せる能力が必要だということになります。
NJM4580はデータシートを見るとドライブ能力的には100mA程度まであるようですので、あとは放熱対策くらいでしょうか。一応使えそうですね。

お礼

補足の追加をお礼に書かせていただきます。
すみません。
https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-6pbdvsudc2wsusrtg5phqzqc4y-1001&uniqid=c051eb82-2313-4d78-8d21-bfb53a0637cb&viewtype=detail
ヘッドホンドライバとしてオペアンプを追加し、
加算回路の抵抗値を下げました。
この回路で問題なくヘッドフォンを鳴らせるでしょうか？

補足

補足への回答ありがとうございます。
回答にございますvopmaxを求めるの式ですが、
計算が省略？されているのでしょうか どうもこの式では632mVになりません。
また、加算回路のオペアンプを付け替えたりする場合、ドライブ能力を考えると、最後にFETなどで増幅したほうがよいのでしょうか？
http://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/fet_2

または、
http://www.zea.jp/audio/eqha/eqha_01.htm
このサイトのようにヘッドホンドライバとしてオペアンプを追加するのでも大丈夫でしょうか？

回答お願いいたします。

回答No.4

xpopo

回答NO.3でリンク先が見れないということなのですがリンク先を短縮でないものは下記になります。

https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-jt45g6kacr6hynrni2chtbtdgm-1001&uniqid=08a2889f-8ee6-48f7-bb28-95fd1ed80fe0&viewtype=detail

お礼

URLリンク先みれました！
ありがとうございます。
これはダイヤモンドバッファというものでしょうか？いずれディスクリートアンプについても勉強してから回路設計してみようかとおもいます。

トランジスタも秋月で発見しましたので
これでも作ってみますね

回答ありがとうございました。

回答No.3

xpopo

今晩は。

回答NO.2へのお礼ありがとうございます。以下に回答へのお礼と回答への補足にあります質問にお答えします。

＞https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-6 …
＞ヘッドホンドライバとしてオペアンプを追加し、
＞加算回路の抵抗値を下げました。
＞この回路で問題なくヘッドフォンを鳴らせるでしょうか？

回答＞＞加算回路の入力抵抗1kΩは10kΩのボリュームの可変スライダとGND間に並列になります。これだとボリュームへの影響が大きすぎると思うんですが、これでいいんですか？ボリュームの可変幅どおりに加算器への入力電圧を変化させたいんだったらボリュームの抵抗値を1kΩにして、加算回路の入力抵抗値を10kΩにするはずですが．．．。
　それから最終段を４つのOPアンプの並列接続にしてドライブ能力を上げてるので大丈夫かと思います。

＞回答にございますvopmaxを求めるの式ですが、
＞計算が省略？されているのでしょうか どうもこの式では632mVになりません。

回答＞＞すみません。計算確かにおかしいですね。計算を間違えました。447mV　が正しい計算結果です。

＞また、加算回路のオペアンプを付け替えたりする場合、ドライブ能力を考えると、最後にFETなどで増幅したほうがよいのでしょうか？
＞http://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/f …
＞
＞または、
＞http://www.zea.jp/audio/eqha/eqha_01.htm
＞このサイトのようにヘッドホンドライバとしてオペアンプを追加するのでも大丈夫でしょうか？

回答＞＞ドライブ能力の低いOPアンプも差し替えて試したい場合はこちらの回路（http://yahoo.jp/box/7wtgaE）のようなディスクリートのドライブ段をOPアンプの後ろに追加した方がよいと思います。
　また、その代わりにOPアンプによるヴォルテージバッファを複数並列に接続した回路でも大丈夫です。

お礼

回答ありがとうございます。
加算回路のボリュームは1キロのものを探し、R11,12は10kに、R13は3.3kにもどすことにします。
計算の方法自体はあっているということなので
ボルテージバッファは２つほど並列にして作ろうかと思います。
回答おありがとうございました。

補足

すみません。
YahooBOXの短縮URLにするとなぜかログイン画面が出てきてみることができないので、
短縮URLでないものを添付していただきたいです…

回答No.1

xpopo

今日は。回答がなかなか付かないようですので回答してみます。

＞この回路で問題等ありますでしょうか？

回答＞＞どういう狙いでこの回路を使うのか？をもっと具体的に書かないと問題あるかないかは判断が難しいです。それにOPアンプには理想OPアンプが使われてるので実際の回路とは異なりますし．．．。

＞ボリュームやボルテージフォロワの位置も適正でしょうか？

回答＞＞ボリュームはできるだけ信号処理の最後の方に持ってゆくのが原則です。それはOPアンプの残留ノイズの関係からです。ボリュームを回路の前に置くとボリュームを最小に絞った状態でもOPアンプの残留ノイズは全く絞られません。信号だけが絞られてる状態ですから信号対ノイズの比S/Nは最悪になってしまいます。
　一方、ボリュームを回路の一番後ろに置いた場合はボリュームを絞ってゆくとOPアンプの残留ノイズも一緒に絞ってくれるので信号が絞られて小さくなってゆくと同時にOPアンプの残留ノイズも絞られてゆくのでS/Nはそれほど悪化しないで済みます。
　尚、ボリュームを一番後ろに持って行った場合、バッファーですが、この回路の次につながる回路の入力インピーダンスが十分大きい（数百kΩ以上）場合にはバッファーは不要です。その方が総合的にノイズが少なくなります。しかし次につながる回路の入力インピーダンスがそれほど大きくない場合はボリュームの後ろにバッファーを入れざるを得ません。

お礼

チャンネルディバイダーについて検索し、みつけた回路図にあったボリュームの位置も後ろにありました。
ボリュームを後ろに付ける意味、とってもわかりやすかったです。
前回に引き続き回答くださってありがとうございました。

補足

回答ありがとうございます。
質問をした後にシュミレーションしたものを添付します。
https://box.yahoo.co.jp/guest/viewer?sid=box-l-6pbdvsudc2wsusrtg5phqzqc4y-1001&uniqid=9073982a-d00a-426b-87bd-08967121d359&viewtype=detail
マスターボリュームとして最初にボリュームを設けバッファを介してフィルターをかけてますが、
これも外したほうが良いということですね

また、目的としてヘッドフォンアンプとして使いたいために加算回路を設けているのと、チャンネルディバイダーそのものとして使いたいという目論見です。
基本はチャンネルディバイダー用のプリアンプとして使う予定ですが、ヘッドフォンジャックにプラグを挿したらトーンコントロール可能なヘッドフォンアンプ（またはそこにパワーアンプをつなげたら普通のトーンコントロール可能なプリアンプ）として使いたいとおもっています。
また、ボリュームを後ろに持ってきた場合バッファが必要だということですが、加算回路はインピーダンスの変換的な役割をして、ヘッドフォンをつなげても問題ないでしょうか？
オペアンプはNJM4580, DCsarbo用にNJM4558を使う予定です。
欠陥だらけの質問で申し訳ありませんでした。