前回のロジックIC・74HCU04によるヘッドホンアンプを作ってみて、
ミキサーにも使えるんじゃねーかと思ってあれこれ試してみたところ、いけました。
単三2本で長時間動作するお手軽オーディオミキサーですよウヒョー
なるべく小さく納めたかったので抵抗は1/8Wのを使ってます。
あれこれ考えた結果基板上のレイアウトはこうなりました。

裏返して半田付けです。

メインの基板ができたらケースの加工です。
タカチとかの仰々しいケースとか使うつもりはありません、100均です。
タッパではやわらかすぎて加工には不向きですので、弁当箱の類がいいです、
良い具合の重箱をみつけましたのでこれに決めました。

ミキサーは端子が多くて基板もだけどケースの加工がめんどくせw
中身を納めます

端子の取り付けも電線の接続も多くてモチベーション下がるぅぅぅ
完成~♪ 前面と背面はこんなかんじ。


動作確認もOK、理想的にミキシングされています。
短所は大きな信号が入力されると、
電源電圧までしか扱えないのでボリュームを絞らないといけないところですかね。

こんなかんじでCPU切り替え機と共に運用中。
PC全台を2Vp-p程度に調節し、スピーカーのボリュームは固定で運用しています。
スピーカーのボリューム変化が急なのでこっちのが調整しやすいです。
ご覧いただきありがとうございます。
ご指摘の通り、バイアスを作らずとも音はでますw
しかも前の機器にも後ろの機器にも影響しません。
ただ出力が劣化する可能性はあります。
コンデンサの後ろに抵抗を介してある電圧を加えてやると、
入力された波形がその電圧を中心に振るようにシフトします。
ネットにある作例ではGNDとバイアスを明確に区別したものが少ないので混乱しますが、
電圧の中点をGNDとして扱うのもなんだか気持ちが悪いので、
入力段でバイアス電位までシフト、出力段でGNDに戻すということをしています。
簡単な増幅回路でシュミレーションしてみました。
一般的なオペアンプで1倍の非反転増幅回路を組んだ場合を考えます、
まずは単電源でバイアスを作らず、入力には直流カットのコンデンサと
入力インピーダンスを決める抵抗のみを組みます。
その結果がこれです、
シュミレーション結果
入力に対して出力の波形は下半分がごっそり無くなっています、
これは通常、ICが電源電圧の範囲しか扱えないためです。
これでも聴覚上はまともに鳴っているように聴こえると思います。
実際にはここまでスッパリ無くなることはなく、波形がなまる程度かもしれませんが‥
では記事の回路のように二個の電源からバイアスを作った場合を考えてみます。
シュミレーション結果2
見難いですが入出力の波形がぴったり重なっています。
この時バイアスをかけた地点の波形も見てみると、
シュミレーション結果3
こうなってます、二個の電源の中点(この場合は9V)を中心に振るようにシフトしています。
オペアンプにかけてある電源電圧自体は単電源の時と同じですが、
あつかえる範囲までシフトさせているため入出力でロスがありません。
バイアスを抵抗分圧で作った場合はどうなるかというと、
分圧で使った抵抗でバイアスのインピーダンスが高くなるので理想的な動作をするかわかりません。
抵抗値を少なくすればいいかもしれませんがその分電流が流れまくります、
まぁACアダプタ使うなら大丈夫かもしれませんが。
バイアスのインピーダンスを下げるには、作ったバイアスを
ボルテージフォロア(シュミレーションで使った回路)を
経由する等すればいいです、動作が安定します。
ですが、今回使っているICは電源電圧が6Vまでとなっていますので、
低電圧で動作するオペアンプを選ばなければいけません。
加えてACアダプタを使用するということなので、スイッチング方式の場合は
スイッチングのノイズを除去するためにコンデンサをパラで使い
デカップリングする等で対策をしないとノイズが気になります。
今回の回路ではエネループで200時間は動いてしまうため、
電池電源となりました。
ありがとうございます!イメージしやすい説明で、とても分かりやすいです♪
今回作りたいのは、出力監視用のミキサーで音色は問わないので
バイアスは作らず、接地させようと思います。
で、ひとつ気になったのが、この74HCU04ですが、データシートによると
Vccは-0.5~7V,GRDピンは0Vに繋げるように書かれています。
これって、正の電圧部分しか扱えないって意味ですか??
6Vの電源電圧をかけるかわりに、±電源をつくって+3をVccに、-3をGRDに
つなげている図面もネット上にあがっていたのですが・・・
にしても、エネループで200時間って、スゴイですよね(笑)
これを聞くと、やっぱり電池運用にしようかなあって思ってしまいます。
それと、バイアス電圧でシフトした場合、キレイな波形が出力されるけど
ピークマージンは減るという感じなのでしょうか?
音源は普通のラインレベルなので、そんな大きな信号になるわけはないんですけど(^。^;;
ICのGNDピンを0Vとした時の動作範囲ということだと思います、
±3Vの正負電源で-3VをGNDピンに接続した場合はVccに+3Vを接続し、電位差は6V。
GNDに0V、Vccに6Vを接続した場合の電位差と変わらないため動作するでしょう。
しかも-3~+3Vの入力を扱うことができ、ナイスです。
ただし、たまたまアナログICの様に使えるロジックICだからできることだと思います。
ピークマージンというのは大きな入力が来た場合の余裕分ということでしょうか?
それなら恐らく、シフトをかけた時点では
電源電圧に関係なくシフトできていると思いますので、
ICの電源電圧に余裕があるかということになってくるかと。
例えば、前段の機器がラインレベルを想定しつつも4Vp-p(±2V)まで扱える
というマージン設計をしていた場合で、
自分の回路の電源が+4Vのみという場合でも+2Vのバイアスを作りシフトさせれば
ピークマージンも変わらないと考えられます。
そうですよね、ちょっと混乱していました。
電位差、という観点で考えないといけないですよね。
基準となるGRDを何Vにするかは、また別の話で、IC内部ではGRDとの差が
信号となるわけで、そのVp-pが7V以内であれば、壊さずに使えるってこと
なんですね?
たくさん教えていただいて、ありがとうございます!
おかげでミキサーが作れそうな気がしてきました♪
GNDとVccの電位差が7V以内なら、ということですね。
(7Vは絶対定格なのでなるべく2~6Vでお使いください)
お役に立てたら何よりです、ミキサー製作がんばってください。
拍手への返信、
特に変な部品は使ってないので、当面の間部品入手可能です。
はじめまして。
ミキサーを作りたくてコチラにやってきました。
初心者の質問で申し訳ないのですが、教えてください。
入力段のコンデンサー後に100kΩとバイアスがあるのですが、
これが無いとどういうトラブルが出てくるのでしょうか??
やってみたところ、あっても無くても出力の音は変わらないのですが・・・。
前段に影響を及ぼしているのでしょうか??
というのも、5VのAC/DCアダプターを使おうと思っているのですが、中点が
とれません。正負電源を作るとすれば、また別の回路が必要ですし・・。
バイアス電源がなくてもいいなら楽なんですが。。(^。^;;
もしくは5Vを可変抵抗などで分圧しても大丈夫なのでしょうか??