マイクアンプ ver.01 説明


目的

コンデンサマイクアンプの作成・自作

仕様

30cmはなれた所からボソボソ声でもそれなりに音声が取れる事。
ノイズは極力少なく。
乾電池4個駆動
NJM2122D ・・・ 秋月電子。マイクアンプ向け低電圧opamp。200円


結果

30cmはなれていてもけっこう取れる。
46dB。これ以上はノイズが酷い。
サーというノイズ有り。LPFでかなり低減。
オーディオインターフェースを使う事でホワイトノイズがかなり低減された。
Skypeではホワイトノイズがほぼ無くなる。デジタルフィルタかかってるっぽい。


写真


タッパーに入れて製作。
外来ノイズ対策を基板でかなり行っているため、金属フレームは必要なかった。


ブレッドボード試作時、Opampの正転入力端子がハイインピーダンスのため
外来ノイズが非常に乗りやかった。
そのため、銅テープで基板裏側はほとんど保護。
また、精密トリマVRもノイズが乗りやすかったので銅テープで保護。

結果、外来ノイズに対して非常に強くなった。


Opamp正転入力端子のハイインピーダンス回路部が最短になるように表面実装で構築。
外来ノイズ対策。
ハイインピーダンス回路部は 7.2mm (ランド3穴) だけで済んでいる。
全体的に、20mm*20mm 範囲に抵抗を13個並べるという高密度基板になった。



費用

opamp NJM2122D 200円
基板 80円
表面実装類 @5円以下
精密VR 100円かな?
電池ボックス @100円程度
ーーーーーーーーーーーーーーーー
総額1000円以下だと思う




回路図


※クリックで拡大
VRは入力オフセット電圧を0Vにするためにバイアス電位を調節する精密トリマVR。
opampのゲインは46dB。
30dB以下はデータシートで推奨されていない。(位相補償コンデンサが必要になる)
位相補償コンデンサとは、出力と入力間を結ぶコンデンサ。LPFを構築する。1000pF〜100pFが一般的。
電池はeneloop使用。アルカリ電池でも設計上問題無し。
マイク直流インピーダンスは2kΩで計算。


周波数特性

なんちゃってモデルだけど。
全体でカットオフ周波数 3.0kHz
LPFがホワイトノイズ対策の一番の決め手なので、強めにフィルタかけてある。
LPFは2段あるけど、どちらも1次フィルタ。
2次以上の方が理想的だな。


マイク直流インピーダンスは2kΩで計算してます。

LTspice 用 回路図モデルファイル。
micampAT6.zip




苦労やわかった事

  • 帰還抵抗の電流バッファはノイズ低減に特に効果感じられず。
  • 入力端子の電流バッファはノイズ低減に効果無し。
  • GNDラインをオーディオインターフェースと分離する為に他opampでボルテージフォロワしてみたが効果無し
  • LPFがノイズ低減の一番の決め手になっている。
  • NJM2122Dのホワイトノイズ対策はほぼ限界。もうこれ以上は無理っぽい。
  • 電圧上げればノイズが減るかも?
  • ブレッドボードは外来ノイズに対して非常に弱い
    • 下に金属板を置いてGNDプレーンにすると多少効果あり
  • 反転増幅回路もあまり差はない。ゲインが少ない分ノイズが少なく感じられる気がする。
  • NJM2122Dの入力バイアス電圧に悩まされた
    • 入力抵抗が10kΩ以上だと、100倍増幅で2V近く出力オフセットする
    • コンデンサマイクは高インピーダンス出力なので回避できない
    • opampの入力に抵抗付けてインピーダンス下げると、入力電圧レベルが低くなる
    • S/N比のためには、入力で4mV以上の信号レベルを確保したいね
  • ダイナミックマイクは、低インピーダンス出力という点で色々最強
  • NHKなどが使用しているノイズの全く出ないマイクはどうなっているのか謎
  • NJM2122Dは、amp出力を自己のもうひとつのアンプ反転入力端子に繋ぐと発振しやすいっぽい。



ċ
micampAT6.zip
(16k)
sgg sg,
2009/05/05 5:33
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