回路

シミュレーションで、出力や発振しないかなどを確認した上で、実装しやすいように (手元にある部品で作れるように) 定数を変更している。

ブリッジにしろ、帰還抵抗にしろ比率が保たれていれば良いので、比較的自由がある。

増幅率は3倍にしてあるが、1〜2倍程度でもいいかなという気がする。あまり下げると (つまり帰還を多くすると) オペアンプによっては発振しやすくなるみたいだが、事前にシミュレーションしてある程度確認できるぶん、定数設定が楽だ。いわゆる Zobel フィルタ (高周波発振を防ぐ) は入れてないけど、負荷をちゃんとシミュレーションしていないので、安全のためにはいれたほうが良さそう。

出力インピーダンスはほぼ出力についている抵抗値に等しくなる (=1Ω)。入力インピーダンスはボリュームの値になる (=10kΩ)。

実体配線図

例によって Eagle に回路を起こしなおし、基板検討を行い。C基板 (25×15 穴) にほぼ収まるように配置した (GND ラインがはみだしてる)。ブリッジ部分が綺麗に配線できるか心配だったが、思いのほか綺麗にいった。ジャンパはパスコン部分だけ。

低周波回路では基板上でも一点アースにして共通インピーダンスをなくすのが非常にノイズ対策に効くのだが、基板の面積的に厳しいので、GND と V+ V- を太めのスズメッキ線を使って配線するようにした。

測定

オーディオアナライザなどはないので、簡易的な測定しかできない。PCオーディオインターフェイスを介して測定を行う。

余談

実は UR22 を買ったちょっとした後に、SDR 用サウンドカードテストのページを見たら載っていて知っていたのだが、SDR だけのためにさらに機械を買うのもという感じで保留していた。

SDR (ソフトウェア無線) ではサンプリング周波数が同時に見れる帯域幅そのものになる。いわゆるハイレゾオーディオインターフェイスは、ハイレゾ音源がそれほどない現時点では謳い文句と裏腹にSDRでの実利が非常に大きい。

SDR 用では視覚的にFFTされた結果を見ることになるので、サウンドカード由来のノイズは非常に気になりやすい、良いSN比や帯域のフラット性が重要になる。そういう意味でも Xonar U7 は現時点で最高の選択っぽい。

回路

備考

電流に余裕があるオペアンプなためバッファなしで十分良いという感じになった。

LTSpice

.four コマンドは .tran 解析の後、指定した回路のポイントをFFTして高調波歪を求められる。出力はログ (Cmd+L) に出る。デフォルトでは第9高調波まで算出するが、十分っぽい。最後に THD が表示される。

.option plotwinsize=0 を指定しないと、ものすごい数字が出てしまい、ハマった。このオプションはLTSpiceに対し、解析結果のデータ圧縮を無効にする効果がある。LTWiki の FAQ にもなっていた。歪み率を算出したいのに、データ圧縮が効いているとどうしようもない。

このへんが参考になった

http://lowreal.net/2015/01/14/3 に続く

複数の解析コマンドを簡単に切替えたい

Comment と Directive が同じ画面で編集になっているという点に気付く。

つまり、解析コマンドのまとまりごとに別の Directive のまとまりを作り、必要ないものは Comment に切替えておくという手段をとるのが一番簡単。いちいち行頭にセミコロンを付けてまわるとかしなくて良い。

よく変更するパラメータに名前をつけたい

.param ディレクティブを使えば、任意の数値に名前をつけられる。参照するときは {name} とすれば良い。

回路

オペアンプ1回路・バッファなしシンプル

THD=19.97%

電流が足りず、クリッピングしてる。

オペアンプ2回路・出力増強

THD=0.000041%

オペアンプ1回路・ダイアモンドバッファ

THD=0.000116%

オペアンプ2回路・ClassAA

THD=0.000022%

片方は電流ソースになるので NJM4556A のままにしてある。THD はこれが最低。