マイクアンプの予備実験

以前購入したデジットの USB Audio Interface キットですが、
組み立てて動作確認したものの、使い道を活かせずに部品箱の奥深くで眠っておりました。

元々はデジタルモードのインターフェース用に購入したのですが、
自力で基板を起こしましたので、必要性もなくなって置き去りにされていました。

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今回、マイクで集音した信号を PC に取り込むためにこの基板を活用することにし、
マイクと基板を接続するためのマイクアンプを検討することにしました。

繋ぐ予定のマイクは、いつも無線で使用しているソニー製の ECM-23F5 です。

7/1 追記
ソニーの ECM-23F5 は、ファンタム電源からの供給かつ平衡出力が可能です。
しかし、私自身はそこまでの「音マニア」では有りませんので、電池駆動の不平衡出力で充分です。
なので、マイクアンプもシングルエンド入力で考えています。

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USB Audio Interface キットは、Codec IC に TI 製の PCM2906C を使っています。
ライン入力は、フルレンジで約 2 Vpp です。
(データシートによると、入力レベルは 0.6 VCCCI [Vpp], VCCCI = 3.3 [V], 0.6 × 3.3 ≒ 2 Vpp )
マイクを USB Audio Interface に繋ぐには、出力信号を 2 Vpp 程度まで増幅しないといけません。

ところで、マイクの出力レベルは幾らぐらいでしょうか。
オシロスコープで測ってみても、少し大きめの声で 50 mVpp 程度かなというぐらいしかわからず、
いまいちハッキリしません。
これでは、マイクアンプの利得をいくつにしたら良いかが分かりません。

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ということで、まずは現物で確認しようということで、お手軽な予備実験用のアンプを作りました。
電源は、USB Audio Interface を経由して、Bus パワーの 5 V で動作させることを考えました。

マイクアンプに必要な利得さえ分かれば良いので、回路は超テキトーです。
パスコンなども省略ですが、バイアス回路 (R1, R2) のパスコンはさすがに必要でした。
無かったら、盛大にノイズが乗りました。
利得は半固定抵抗で 0 〜 40 dB を可変できます。

利得が高いため、オペアンプは利得帯域幅積 (GBW) がある程度高いものが必要です。
また、5 V で動作させるため、Rail to Rail 入出力タイプのオペアンプが望ましいです。
デジタルモード用インターフェース Ver.1 から外した OPA2350 がこれらの条件を満足しますので、
ちょうど打って付けです。
(上記の回路図では、OPA2340 となっていますが、実際に使用したのは OPA2350 です)

残りの部品も、手持ちの部品箱の中の物で賄えました。

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ユニバーサル基板やブレッドボードも持っていないし、配線も面倒くさいので、
ちょちょっとプリント基板を作って組み上げました。

組み立ても、本当に雑でテキトーです。

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作ったアンプ基板を USB Audio Interface に接続し、
Windows 10 上で USB Audio Codec の入力レベルを 50 に設定して、
「このデバイスを聴く」の機能を使ってヘッドホンでモニターしながら、
適切と思われるレベルを半固定抵抗を回しながら探りました。

その結果、半固定抵抗が 26 kΩ程度 (すなわち利得が 27 倍) で良い感じでした。

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予備実験の結果から、マイクアンプの利得は 30 〜 40 倍 (30 〜 32 dB) で考えることにします。
このままオペアンプ (OPA2350) を使ってマイクアンプとしても良いのですが、
あまり面白みも無いので、今回はディスクリート回路で組んでみようかと思っています。

大体の回路構成はできており、利得も決まったので、部品が集まり次第作成に取りかかりたいと思います。