イヤホンジャックが鳴る理由が分かりません

マルツの4チャンネルエレクトリックキーヤーというものをキットを購入してつくりました。　
キットには、下図のスピーカーの位置が自励式圧電ブザーとなっており、音量調節用のボリュームもイヤホンジャックもついていませんでした。　

自分の判断で、ブザーを8Ωのダイナミックスピーカーに変更し、２SC1815GRのエミッタにボリューム１Kを入れたところ音量調節ができました。　

次にイヤホンジャックを取り付けてスピーカーとモノラルイヤホンを切り替えられるようにしたいと思い、ジャックのプラス側をスピーカーのプラスと共用し、マイナス側を２SC1815GRのコレクタに接続してイヤホンプラグを刺したところ、イヤホンから音が聞こえませんでした。　何を思ったのか、ジャックのマイナス側をグランドにつないでみたところ同じボリュームでイヤホンの音量調節ができるようになりました。　ところがイヤホンの音量が大きくなるのはスピーカーの場合（右回転）とは逆に回した時（左回転）なのです。　これっておかしいんじゃないのかな～って思っています。

これでもスピーカーもイヤホンも鳴るので使用上は問題はありません。　しかし、次の2点について理解に苦しんでいます。　

１．なぜイヤホンが鳴るのか？　コレクタとは回路が切れているはずなのに。
２．なぜボリュームを左に回すとイヤホンの音量が大きくなるのか？
スピーカーの音量はボリュームを右に回すと大きくなります。

下図イヤホンジャックのプラス側は電源の５Vの＋、２SC1815GRのベースには、抵抗を介してPICからの800HzのTone信号出力ピンが接続されています。　シャーシグランドは一切使っておらず、ジャックはシャーシから絶縁しています。　キット基板のグランドは四角い基板の周囲を一周してつながっています。

まだ回路については知識が浅く、キットなら作れるというレベルです。　お分かりになる方、ぜひご教授ねがいます。

以上、よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 本日イヤホンジャックの接続を再確認しましたところ、表示の回路図の通りになっていました。
  ジャックだけのことを考えると、イヤホンプラグを刺したときには、スピーカーの音が消えるので、ジャックによる回路の切り替え自体はうまく行っているのではないか、と思います。
  よろしくお願いします。

    補足日時：2020/10/06 18:05

No.3 ベストアンサー 回答者： sumbody 回答日時： 2020/10/07 19:59

＞同じようにコレクタにつないだけどイヤホンは鳴らなかった、ということです。

そうなん？
やっぱりジャックの端子を間違えてる線を捨てきれない。

＞直流と交流ってのは同じ回路を平行して流れてるんですかね？
並行というか、合成した「脈流」で扱います

本来交流でプラスマイナスに振れる音声信号は交流です。
が
トランジスタは交流を直接扱えません。
そこで「バイアスをかけ」（プラス何Vかプラスして）
音声信号の波形がすべてプラス電圧内に収まるように加工してから増幅し、
最終的に交流信号にするには「直流分をカット」します。
（高級なオーディオアンプでは別の方法もありますが）

＞交流と直流がともに同じ回路上を流れているとすると、
＞グランドに入った交流成分が、電池を一回りしてきて、
＞それがイヤホンをつないだ時に、イヤホン回路にも流れる、
＞なんてことはあるのでしょうか？

グランドも電源も、理想的ならどちらも「状況によらず一定電圧を保つ」ですが
現実はそうはいきません。
０V一定なはずのグランドでもちょっと距離があれば実は変動します。
大概は問題ないレベルで済みますが、
あまりに電線が細いとか長いとか悪影響を受けやすいと変動して
想定してない理解しにくい誤動作を起こしたりします。

この回答へのお礼

ご教授ありがとうございます。　

キットの回路とスピーカーを入れる回路では性質が違うのかもしれませんね。　キットの回路では5V用の圧電サウンダーを鳴らすようになっています。　つまり電圧だけを変化させればサウンダーが鳴る、という回路ですよね。　そこにダイナミックスピーカーを入れたのです。　うまく鳴ったので良しとはしましたが、回路的には電圧制御なのか電流制御なのか、などと考えもしませんでした。　

今日いろいろとネットで調べていましたら、下記のURLに行き当たりました。　トランジスタの3つの接地回路（エミッタ接地回路、コレクタ接地回路、ベース接地回路）について丁寧に説明されていました。　まだうまく頭には入りませんが・・・

私がエミッタにボリュームを入れた回路は、コレクタ接地回路（エミッタフォロワー）というものに該当するようです。交流的にはコレクタが設置されているのと同じだからコレクタ設置というそうです。　また、アンプ付きのコンデンサーマイクの回路ではエミッタにボリュームを入れたものがありました。エミッタ増幅回路というそうです。波形は入力と反転すると書いてありました。

正しい実際の回路では、直流成分をカットするためのキャパシタを入れたり、スピーカーを入れる位置はエミッタから取り出すような回路が記載されていました。　どうやら正しいトランジスタ（スピーカー、イヤホン）の使い方に近づいたような気がします。　私の回路では直流カットのキャパシタなどいれていませんもの。

ですが、キット回路とかなり違うので、最終的には、一旦、ブレッドボードで組んで、いろいろ試してみる必要がありそうです。　

https://detail-infomation.com/amplifier-emitter- …

ジャックの接続の間違いならば良いのですが、次回は実際の配線の写真を撮ってお見せしようかと思います。

このまま疑問を追求するべきか、正しい回路に変更する道を選ぶべきか、悩ましいところです。　できたものが使えてしまっているので・・・このまま使いたいのは山々なんですが。

長くなりましたがご容赦ください。

お礼日時：2020/10/08 02:02

No.2 回答者： sumbody 回答日時： 2020/10/06 19:26

＞表示の回路図の通りになっていました

本当ですか？
それでも考えてみると．．．
+5V電源が貧弱で音と同様に電圧が振られている
とかかなぁ

オシロスコープあればらイヤホン端子での波形を見るといいんですが

そもそも回路図おかしいでしょ
スピーカとイヤホンを切り替えるならこうですよ

イヤホンはプラスマイナスが逆になりますが実害ないでしょ
ジャックがホット側を切り替える構造なので仕方なし

ちょっと待った。気付かなかったけど
質問文＞ジャックのプラス側をスピーカーのプラスと共用し、
質問文＞マイナス側を２SC1815GRのコレクタに接続して

って書いてあるけど回路図と違うじゃん

この回答へのお礼

たびたびありがとうございます。
＞ちょっと待った。気付かなかったけど
＞質問文＞ジャックのプラス側をスピーカーのプラスと共用し、
＞質問文＞マイナス側を２SC1815GRのコレクタに接続して
＞って書いてあるけど回路図と違うじゃん

参照していただいた質問文は、イヤホンが聞こえなかった時の接続について書いています。　ここを深く議論しても仕方がないですけど、書いてくださった回路図で表現すると、ジャックのマイナス側をコレクタにつないだけどイヤホンは鳴らなかった、ということです。　つまり、イヤホンとスピーカーは同じようにコレクタにつないだけどイヤホンは鳴らなかった、ということです。

テスターを発注しました。　テスターが届いたら、各所の電圧、電流を調べてみたいと思います。　キットとは言えテスターなしに電子工作をするなんて、ほんとに素人ですよね。　すいません。

今、また疑問がわいたのですが、直流と交流ってのは同じ回路を平行して流れてるんですかね？　800Hzのトーン信号（これって交流ですよね）をベースに入れてトランジスタで増幅していますよね。　それによってコレクタとエミッタを流れる電流を大きくしている訳ですよね。　増幅されるものは、交流なのか直流なのか？　って頭の中が混乱してます。

交流と直流がともに同じ回路上を流れているとすると、グランドに入った交流成分が、電池を一回りしてきて、それがイヤホンをつないだ時に、イヤホン回路にも流れる、なんてことはあるのでしょうか？

お礼日時：2020/10/07 08:13

No.1 回答者： sumbody 回答日時： 2020/10/05 20:00

＞１．なぜイヤホンが鳴るのか？　コレクタとは回路が切れているはずなのに。

ですね。現物が、回路図どおりになってないのでしょうね。
イヤホンジャックの端子を間違ってると思います。確認してください。

あと
この抵抗の入れ方はどこで習ったんですか。
見たことない入れ方です。
イヤホンを使う時にもスピーカーを通るので
インピーダンスの大小がからむのかも知れません。

スピーカーを流れる、比較的大きな電流が
可変抵抗器にも流れるので、
可変抵抗器があまり小さいと抵抗体が焼け切れるかも知れません。
音量調整にはベース側に入れるのが普通です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

明日ジャック端子を再確認いたします。

この抵抗（可変抵抗　1KΩ）の入れ方は、私同様に音量調節を実施した方がブログに書いておられたので、それを真似しました。　固定抵抗の4.7KΩはキットの指定通りです。
真似したところスピーカーの音量調節ができたので、これで良いのかと思ってしましました。
正しいボリュームの入れ方が分かればそのようにしたいのですが、それが分かっていません。

お礼日時：2020/10/05 21:40