タブレットにつなげるヘッドホン・アンプにもLPFフィルターをかまさないと
いくら他で頑張ってもダメな気がするのでこの際実験することにした
XperiaとかiPhoneみたいな高級なスマホならまた違うのかもしれないが
音声出力系がクソなスマホを救済するヘッドホンアンプというのもあってもいいような気がする
どういうフィルターを設計するか
Androidのkeuwl Function Genというアプリで10kHzのサイン波を出力してオシロで測定
大体で勘定するとグリッド7つ分で波が9個、1.0us/divなので
1 / (1.0us * 7 / 9) = 1.28MHz左下の数値も(1)F：1.282MHzとなっている
※アプリの問題かもしれないと思ってFuncGenというアプリで計測したがほとんど同じだった
タブレットの音声出力の問題だと思う
FFT (出力波形は440Hzのサイン波)
625KHz/divなので625kHz～1.25MHzあたりにピークが来ている
タブレットの出力のサンプリングレートは44.1kHz(仕様には載ってないのでたぶん)なので
最大出力周波数はだいたい22kHz
なので通過域が22kHz、遮断域を1MHzぐらいにすればよさそうだ
カットオフ周波数を余裕をみて100kHzとしてこの周波数で-3dB
1MHzは100kHzの10倍なので1次あたり-20dB/decとして
1次 -23dB
2次 -43dB
3次 -63dB
4次 -83dB
になるのかな？
LTSpiceでシミュレーション
LCR LPFなら受動部品3個で2次LPFが作れるのでLTSpiceでシミュレーションしてみた
手持ちのインダクタが10uHのものしかないので、
OKAWA Electric Designさんのツール（http://sim.okawa-denshi.jp/RLClowkeisan.htm）で
ζ減衰比=1で計算して、手持ちのCRでできるだけ近い値のCRでシミュレーションした
LCR 2次LPF
カーソルの値
Freq: 997.0295kHzLCR 4次LPF
Mag: -32.165102dB
「やりなおしのための実用アナログ回路設計
」を読みながらバターワース特性を試してみようかと思ったがどのみち部品がないので（＾ｑ＾；単純に２次LPFの２段重ねにした
カーソルの値
Freq:1.0040407MHzカーブが緩やかなせいか減衰率が全然違うが気にしない（＾ｑ＾；
Mag: -64.367746dB
カーソルを10MHzまでずらすと
Freq： 10MHzとなったので1MHzと10MHzの差は-79.490694dB
Mag: -143.85844dB
このあたりまでくると-80dB/decになっているようだ
ブレッドボードで実験
22kHzのサイン波で2次LCR LPF
赤色がタブレットからの出力波形、黄色がLPFを通した波形
十分きれいになっているようだ
22kHzのサイン波で４次LCR LPF
これもきれいだが２次LPFと大して差がない気がする
オシロで可聴帯域を見るためのFGなのでこの際２次LPFでいいか（＾ｑ＾；
増幅回路をつなぐ
タブレットの出力はRMSで数100mVがMaxなので増幅回路もつないでみた
いろいろ条件を変えて実験したが
結局、入力をPOTの分圧で減衰、ボルテージフォロワーでバッファリングして
10kΩ:47kΩ（5.7倍）の非反転増幅回路で増幅して出力するのがよさそうだ
仮想GNDは単純にRで分圧しただけのものだ
↑実験途中の無駄な部品が入ってます（＾ｑ＾；
WaveSpectraでFFT（オーディオインターフェイスの入力：Guitar：入力インピーダンス1MΩ）
WaveSpectraでFFT（オーディオインターフェイスの入力：MIC/LINE：入力インピーダンス15kΩ）
2次高調波歪は結構出ているが
THD：0.01061%と1kHzサイン波だと結構いい線いってる気がします（＾ｑ＾／
THD+N: 0.01862%
負荷にRを接続すると330Ωまではちゃんと動いてくれた
負荷220Ωにするとアウト（＾ｑ＾；
電源はへたり気味の9V電池で330Ωの負荷で
VCC 7.30Vだった
VGND 3.82V （VCCから見ると3.48V）
VGNDはかなり中点からずれているが（+170mV）オシロの計測値では波形のずれは15.76mVだ
Cにもうちょっと小さいサイズの部品を使えばこのサイズのケースにも収められるかな？
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