答え

アンプの増幅率を設定する抵抗 (入力抵抗と帰還抵抗) は繊細な部分なので、長く配線をひきまわしたりできない。余計なことをすると発振する。

また、使用時に増幅率を変えられるようにすると、ボルテージフォロワ状態で発振しないように位相余裕をとる必要があり、設計に制限が増える。つまり余計なことすると発振する。

リモートボリューム

しかし、前段で減衰させて入力を行うのは、S/N的には不利になる。なので、抵抗の位置はそのままにして、遠隔で抵抗値を可変できれば良いのではないか? と考えたりできる。

デジタルポテンショメータ (デジタル可変抵抗) はまさにそういう用途に使えそう。こういったゲイン可変のアンプは、プログラマブルゲインアンプという名前がついていたりする。一方、デジタル制御する場合、それ自体がノイズを出すので、S/N改善目的では難しい面もありそう (試してない)。

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。