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コンデンサマイクからの信号をオペアンプで増幅する場合,気をつけなければいけない点はありますか?
増幅率1倍(1kΩ,1kΩ)だと反転増幅されるのですが,10倍にすると動かなくなります.

オペアンプは「JRC NUM4558D」を使用しています.
増幅率は10倍(1kΩ,10kΩ)です.(出来れば1000倍まで増幅させたいです.)
回路は,「反転増幅回路 + 電圧フォロワ」です
ファンクションジェネレータや圧電素子を使うと正常に動作します.

お時間がありましたら,よろしくお願いします.

A 回答 (3件)

コンデンサマイクというのは [1] にあるような円筒形のものですか?だとしたら、以下のようにコンデンサ C でDC成分をカットしてオペアンプに入力してください。

オペアンプ1個で 1000倍も利得をとると、高周波特性が悪化します(入力オフセット電圧によってオペアンプの出力が飽和する恐れもあります)。以下のように2段構成としたほうがいいです。各段で 100倍の利得とし、全体で1万倍の利得としたとき(R 1 = 10kΩ、R2 = 1MΩ、R5 = 10kΩ、R6 = 1MΩとしたとき)でも、20Hz ~ 20kHzの帯域(-3dB帯域)がとれます。NJM4558は2回路入りなので、2段構成でも1個のオペアンプで済みます。

      ┌──────┬───┬─────┬────────────── 電源電圧(6V以上)
      │         │     │8       │
 マイク R         │  ┌─ ) ─ R2 ┐  │           ┌─ R6 ──┐
 ┏┓+ │ +  -     │ 2│┏┷━┓1 │  │  +  -    6 │┏━━┓7 │ +  -
 ┃┠─┴─ C ─ R1 ─ ) ─┴┨-  ┠─┴─ ) ─ C2 ─ R5 ─┴┨-  ┠─┴─ C2 ─ 出力
 ┃┠┐-          │ 3┌┨+  ┃     │          5┌┨+  ┃
 ┗┛│          C1  │┗┯━┛     R3           │┗━━┛
    │          │  │  │4       │           │
    │          │  ├─ ) ─────┼───────┘
    │          │  C1 │        R4
    └───────┴─┴─┴─────┴──────────────── GND(0V)

   C = 1μF(電解コンデンサ)
   C1 = 0.1μF(積層セラミックコンデンサ)、C2 = 1μF(電解コンデンサ)
   R1 = 10kΩ、R2 = 10kΩ(1段目利得1倍)~1MΩ(1段目利得100倍)
   R3 = 10kΩ、R4 = 10kΩ
   R5 = 10kΩ、R6 = 10kΩ(2段目利得1倍)~1MΩ(2段目利得100倍)
   R はコンデンサマイク推奨の値(普通は R = 1kΩ程度でいい)
   接続 ┴ ┬ ├
   非接続 ─ ) ─

コンデンサマイクの出力インピーダンスはあまり小さくないので、R1 = 1kΩ とすると、1段目の利得が計算通り( R2/R1)にならないかもしれないので、R1 > 1kΩ としたほうが良いと思います(上の回路では R1 = 10kΩ としています)。1段目のR1 と C の値を変えると、低域のカットオフ周波数が変わります(R1*C を大きくするとより低い周波数まで増幅できる)。上の回路では低域のカットオフ周波数は 20Hz 程度になっていますが、その場合、マイクに風が当たるとボコボコ音がかなり大きく聞こえるかもしれません。ボコボコ音がうるさいときは、C の値を 1μF より小さくしてください。

[1] コンデンサマイク ​http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ABA …
[1] NJM4558データシート ​http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDownloadMedi …
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この回答へのお礼

ありがとうございます.inara1さんが説明された方法で繋いだら波形がとれるようになりました.
これを参考にして,もう一度見直してみたところ,コンデンサマイク近くのCのつなぎ方が間違ってました.Cの繋ぎ方を変えてみたら波形がとれるようになりました.

本当にありがとうございます.

10Hz以下の信号をとる場合,Cの値を変更すれば大丈夫ですよね?

お礼日時:2008/07/24 15:12

間違えました。

訂正します。
【正】 C だけでなく C2 も大きくしてください。C = 10μF、C2 = 10μF とすれば 2Hz ~ 30kHz の範囲で増幅できます。
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この回答へのお礼

inara1さん,本当にありがとうございます.

すぐにアドバイスを下さったのに,返事が遅れて申し訳ありません.

お礼日時:2008/09/10 01:25

>10Hz以下の信号をとる場合,Cの値を変更すれば大丈夫ですよね?


C だけでなく C1 も大きくしてください。C = 10μF、C1 = 10μF だと 2Hz ~ 30kHz の範囲で増幅できます。
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http://akizukidenshi.com/pdf/jrc/njm386b.pdf


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PDFの推奨回路(5-11)だと、電圧増幅率が20倍にしかなりません。図5-10の右側の回路のように、1pin-8pin間に10μFの電解コンデンサを入れると、電圧増幅率が200倍(46dB)にアップします(コンデンサの極性は、1pin側が+、8pin側が-になるようにしてください)。

もっと音を大きくしたいときは、参考URLの回路図ように、8pinをオープンにしたまま、1pinと2pin(GND)間に100μFの電解コンデンサ(極性注意)と抵抗Rfを直列に入れて、Rf の値を 3.3Ω にすると電圧増幅率が 5000倍 にアップします。Rf のところを 100Ω の可変抵抗(ボリューム)にすれば、電圧増幅率を160倍(44dB)~5000倍(74dB)まで連続的に変えられます。

参考URL:http://www.intio.or.jp/jf10zl/LM386.htm


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