オーディオクラフト工房（７６）
７８Ｆ０５１５のコーナー（１６）

更新日：２００９年１１月２８日

2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろう
今回の製作のスタートは部品屋で「VUメーター」を発見したところからになります。以前の製作のD級アンプと単なる「VUメーター」を組み合わせる予定をしていたのですが、FMラジオとD級アンプとの相性があまり良くなく、通常のアンプも作りたいと日々思ってました。そこでまたまた発見があり今回製作に使用したアンプICを見つけたのです。結論としては2weyスピーカーとの組み合わせでVUメータを内蔵したアンプを作ることにしました。今回はアンプですがかなり前の製作で使用したLEDレベルメータの回路を組み込むことにより、その制御のためのマイコンを新調したので、各種切換えを記憶するようにもしました。製作内容としてはかなり豊富です。それでは製作をしたーとしましょう。
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのアンプ構成
アンプの構成を記します。
（アンプの構成）
以前の製作の2weyスピーカーの駆動をメインにしています。従ってステレオ用のアンプICを２個使用します。前回のD級アンプでも製作しましたが、スピーカーはフルレンジとウーハーを個別に駆動します。ウーハーは今回ローパスフィルタと特性を切り換えるようにしました。より自分の好みの特性で音楽を楽しめると思います。
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのアンプ
D級アンプは用途によっては全くノイズの聞こえないクリアな音がしますが、周辺にある程度のノイズを放射します。特にラジオ系には悪影響を与えます。前回FMラジオを作ってD級アンプに接続しましたがノイズが多く通常使用に耐えない状況でした。そうこうしている時にナショナルセミコンダクターのICを使ったアンプをWEBで見つけました。早速購入しました。しかし購入した時はこのような製作になるとは思っていませんでした。
（アンプ用IC）
ナショセミの「LM4755」を使用します。D級アンプに匹敵する全くノイズを聞こえないクリアな音を聞かせてくれるICです。私的には今後も愛用したいICです。
（アンプ回路）
回路は仕様書に記載してある通りの定数としました。周辺回路部品は非常に少なく、便利なICです。電解コンデンサはちょっと贅沢してオーディオ用を使いました。
（アンプ回路組み立て）
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのローパスフィルタ
2weyスピーカーのコンセプトはフルレンジ＋ウーハーを個別に駆動することにあります。アンプの段階で個別制御することで対応します。従ってウーハー用のアンプはローパスフィルタを通った後に配置します。今回ローパスフィルタの特性を２種類切り換えます。電源電圧はDC12Vとしました。
（ローパスフィルタ回路）
ローパスフィルタの特性を簡単な方法で切り換えるために今回もLTspiceを用いてシミュレートして定数を決定しました。フィルタのコンデンサ容量をリレーで切り換えます。
（ローパスフィルタ１）
フィルタ部のコンデンサを0.037uF(=0.022uF+0.015uF)でシミュレートします。
（ローパスフィルタ１の特性）
-3dBの周波数は約250Hzとなります。この特性は低いほうです。
次にコンデンサを0.015uFでシミュレートします。
（ローパスフィルタ２）
（ローパスフィルタ２の特性）
-3dBの周波数は650Hzとなります。かなりの量のボーカルが抜けてきますので、ボーカルの厚みが増します。
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのVUメーター
このVUメータを部品屋で発見したのが始まりでした。
（VUメータ）
私がまだ中学生の頃はこのメータの付いたいわゆるシスコンが全盛の時代がありました。記憶では高校生から大学生の頃にミニコンになり、VUメータは徐々に消えていったように思います。今回はこのVUメータをアンプに取り付けます。回路はWEB上で見つけたものを使用しました。
（VUメータ回路）
振れ幅はメーターに直列に入っている半固定抵抗で最終調整を行いますので、入力にボリュームは付けていません。
（VUメータ回路組み立て）
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのLEDレベルメーター
VUメータを付けたことでなぜかLEDレベルメーターも付けたくなってきました。古い製作に今は使っていないものがありましたのでそれを分解して使うことにしました。駆動のマイコンは当時はPICだったのですがそのまま使っても芸がないのでNECマイコンに置き換えることにします。ついでに切換えスイッチの情報を記憶させることでアンプの使い勝手を向上させました。日頃の製作の成果が出てると勝手に考えています。
入力のアンプ回路は当時の製作をそのまま使用します。
詳細はオーディオクラフト工房（４）を参照お願いいたします。
（LEDレベルメーターの入力回路）
入力回路で増幅された信号をマイコンのA/Dコンバーターで取り込んで表示を行います。入力回路の出力部には5.1Vのツエナーダイオードで上限を制限していますが若干5Vを超えるのでマイコンの電圧は約5.5Vで駆動するようにしています。
（マイコン回路）
オーバースペックになりますがラジオの製作で得たEEPROMの制御を使って、各種切換えスイッチの情報を記憶するようにしました。今回は入力切換え、フィルター特性切換え、LEDレベルメータ点灯切換えが行えますので、この３種類を記憶します。電源を入れると前回の設定で立ち上がるようにしました。結構便利ですよ。
（レベルメータ表示電圧）
10ポイントのLEDの表示電圧は上記のようにしました。入力にはボリュームを付けましたので好みの表示状態となるように調整お願いします。LEDの表示はバーとポイントの２種類を用意しています。
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのマイコンポート設定
（ポートの設定）
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのEEPROM
非常にもったいない使い方ですが、256kbitのEEPROMを使います。
（EEPROMの割付）
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうの電源フィルタ
電源にはスイッチングタイプのDC12V出力のACアダプターを使います。電流は1A取れるものです。今までの製作からスイッチングタイプは回路に多少のノイズ成分が入るため、電源のラインはフィルターを入れています。トロイダルコアにエナメル線を巻いて使います。本当にどれほどの効果があるかはあまりよく判っておりません。皆さんでオリジナルを考えてみて下さい。
（電源回路のフィルター）
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうの大完成
それでは完成までの姿を見て下さい。
（電源回路、フルレンジ部アンプ回路、入力切換え回路）
（VUメータ、LEDレベルメータ）
（VUメーター回路、ローパスフィルタ回路、ウーハーアンプ回路）
（全ての回路組み込み完了）
（正面はこんな感じに仕上がりました）
（2weyスピーカーとの組み合わせはこんな感じで）
（夜はこんな感じで見えます）
入力切換えに合わせてVUメータの照明の色を変化するようにしています。ローパスフィルタの状態もLED表示でわかるようにしました。
2wayスピーカー駆動用レベルメーター付アンプを作ろうのマイコンソフト
ソースファイル一式はこちらからダウンロードして下さい。フォルダごと圧縮しています。全ファイルが入っています。ライタで書き込みする実行ファイルも含まれています
2weyスピーカーとの組み合わせでなかなか良い音を出してくれます。ノイズも全く感じられなくクリアな音です。入力を切換えることが出来るので、前回のFMラジオと組み合わせるのも良いと思います。D級アンプも良かったですがこのアンプも気に入りました。映像と組み合わせて益々楽しい音楽ライフになるでしょう。
これからもオーディオクラフト工房はどんどん楽しくなっていきます。
ネタはまだまだありますので、今後ともよろしくお願いいたします。

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