JH1LHVの雑記帳

和文電信好きなアマチュア無線家の雑記帳

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最新ニュースを和文電信で bot する ~その2~

Raspberry Pi Zero W に圧電スピーカを繋いで音を鳴らしてみましたが・・・音の濁りが酷くて。

警報音とか何か知らせるための音なら、この汚い音でも我慢できるけど。。。 

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このまま、この濁った音でモールスを聞き続けるって、チョット辛いものがありますねぇ~。

PWM で圧電スピーカを鳴らしてるのでその出力は矩形波なんですが、当然、矩形波には奇数次の高調波を沢山含んでるわけで。 

それも、基本波より高調波の成分が強かったりするので、こんな変調がかかった濁った音になってしまいます。 

対策としてはフィルタを入れるとか色々あろうかと思いますが、もうあれこれ考えるのも面倒なのでいっそのこと PWM を使って音を鳴らすのは止めることにしました。

やっぱりモールスは美しい音色で聞きたいし、ちゃんと正弦波を作ってスピーカを鳴らすことにしました。

で、今回、正弦波を作るために使った回路は Twin-T という正弦波発振回路で、
トランジスタひとつと少量のパーツだけで完成するという、とっても簡単な回路構成になっています。

この Twin-T は、簡単な回路で正弦波が作れるということもあって、ハムの世界ではモールス練習機に多用されています。
ネットで検索すればそれこそ沢山の Twin-T の実用例を見つけることができると思います。

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Twin-T 回路

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構成はこんな感じ。
Twin-T 回路の出力を LM386 でアンプしてスピーカを鳴らします。

LTspice を使って回路の動作を確認しておきました。
Twin-T の回路定数を LTspice XVII を使って変化させてシミュレーションしました。
  

 f:id:JH1LHV:20171021195943j:plain

発振周波数は R1 と R2 で変更できます。 (R1=R2)
 

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R1 = R2 = 18KΩ で発振周波数は 714 Hz になっています。
 

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R1 = R2 = 10KΩ にすると 1,000 Hz と少し高くなりました。
 

R1, R2 発振周波数
5K 1600Hz
10K 1000Hz
15K 820Hz
18K 714Hz
20K 677Hz
23K 627Hz
25K 590Hz


ここは好みもありますが、わたしは R1 = R2 = 18KΩ の 約 700Hz でいいかな。
まぁ、ここのパーツは VR (R + VR) の方が良いかもしれませんね。

さて、次は LM386 のオーディオアンプを追加してシミュレーションしてみます。 
使用する回路は、Texas Instruments のデータシートに掲載されているテスト回路そのままです。

http://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/lm386.pdf

 

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この回路で 20倍 のゲインが得られます。 

 

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ピン1と8との間に 10uF のコンデンサを追加すると、ゲインは 200 倍になります。

まず、200倍 の回路から。

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波形がサチって歪が激しすぎ。
画像では分かりずらいけど、ボリュームを一番最低に絞ってみても・・・綺麗な正弦波になりません。
ということで、コンデンサを外して 20倍 でシミュレーションを続行します。
 

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この 10uF をカットして 20倍 のゲインにしてみました。
 

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VR の値を変化させながらシュミレーションしてみましたが・・・VR を最大にしても、まぁ許せる範囲になってると思います。

・・・って、LM386 って最大出力は 1W なんだけど、
@10 程度の安ものだけあって、0.2W 程度でも急激に歪んじゃうんだよね。。。
実際にスピーカを鳴らして NG だったら、もっと高級なアンプに変更することにします。

とまぁ今回は Twin-T+LM386 の構成で回路をシュミレーションしてみましたが、
取りあえずはこの結果を信じて、この先の和文電信 bot プロジェクトを進めようかと思います。

今日はこのシュミレーションだけで終わりにします。