CMOSキーヤー Ver.2 の製作 (その4 ミス修正など)

先週完成させた CMOSキーヤー Ver.2 ですが、一箇所ミスがあったので修正しました。

---

下図で IC9 (TC7S66) ですが、電源が +5VA に繋がっています。
+5VA は音量ボリュームを絞りきったときに OFF となる 5 V 電源です。
一方で、IC9 の制御端子 (pin 4) は IC4 (74HC00) の出力 (pin 8) に繋がっており、
IC4 の電源は音量ボリュームを絞りきっても OFF とならない +5V から供給されています。

このような接続だと、+5VA が OFF のとき、IC9 に電源が掛からない状態で、
IC9 の制御端子に電圧が掛かってしまうことになってしまいます。
そうすると、IC9 内部の静電気保護ダイオードを介して +5V から +5VA に電流が逆流してしまい、
IC9 が発熱したり破損したりする可能性もありますし、+5VA も OFF にはなりません。

対策として、基板のパターンをカットし、IC9 の電源を +5V に繋ぎ替えました。

---

次に、モニター出力に乗っている僅かなノイズですが、
サイドトーンと同じ周波数 (もしくはその倍音) に聞こえることと、
音量ボリュームを変化させてもノイズのレベルは変わらないことから、
1/2 Vcc バイアス電圧にノイズが乗っているものと推測しました。

試しに、1/2 Vcc バイアス (IC6 の pin 7) と GND 間に 1 µF のコンデンサを付けてみると、
ノイズがほとんど聞こえなくなります。

ウィーンブリッジ発振回路の検波部分を疑い、C15, R11 の接地先を 1/2 Vcc バイアスから +5V に変えてみましたが、
ノイズに変化は見られませんでした。

ということは、おそらくウィーンブリッジ発振回路の入力側の抵抗とボルテージフォロワ出力抵抗との分圧で、
1/2 Vcc バイアスに発振信号の成分が残留してしまっているものと考えられます。

根本対策としては、発振回路のバイアスとアンプ回路のバイアスを分けることだと思いますが、
基板上に余っている部品が無いので、仕方なく 1/2 Vcc バイアスと GND 間に 1 µF のコンデンサを付けることにしました。

オペアンプのボルテージフォロワ出力に直接容量負荷を接続することは発振する危険性が高いですが、
おそらく容量値が大きいので位相が回るよりゲイン低下の方が大きく、発振はしないのではないかと勝手に推測しています。
むしろ、電源 ON / OFF 時にコンデンサを充電 / 放電する電流が大きく、オペアンプの出力に負担を掛けてしまうことが
よろしくないことではないかと考えています。

---

ウィーンブリッジ発振回路の出力信号は、そこそこ正弦波に近い波形をしていましたが、実際はどうでしょうか。
デジタルオシロスコープで出力信号の FFT を掛けてみました。

二次歪みが -42 dB 程度です。
三次以降の高調波はノイズレベル以下です。
(安物オシロスコープなので、分解能が低くノイズフロアが高いです)

A2A や F2A の副搬送波として使うには、信号の純度がイマイチかなと思います。