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波形測定器1

 Audacityで波形を表示して自作回路の動作を確認していたのですが、パソコンの音声入力を被計測回路に接続すると動作が変わってしまうので間に挟む装置を作ります。

 今まで自作回路の測定点に音声入力端子を直か逆流防止のダイオードを挟んで使用していました。可聴範囲の単純な回路が多かったためそれでも十分でしたが、ROMライターの製作過程でGNDのレベルが異なるようになってから波形とその電圧レベルが知りたくなりました。

 オシロスコープを使えばなんのこともないのですが、持っていないので自作することにしました。これも勉強のためです。

 表示はパソコンのAudacityでできるので被測定側に影響が出ないように音声入力できれば良いので単純な装置でできると思います。

測定器用差動増幅回路設計
測定器用差動増幅回路設計

 抵抗値高めの差動増幅器です。被測定回路に影響をなるべく与えないように全て1MΩにしました。使用するオペアンプはuPC741Cです。

電池ボックス単3×10と差動増幅器
電池ボックス単3×10と差動増幅器

 1.3Vの単3電池が直列に10本入る電池ボックスを使い真ん中をGNDにします。被測定回路とは別の電源を使った方がより干渉し合わないと思います。

差動増幅器と電池ボックスを接続
差動増幅器と電池ボックスを接続
差動増幅器マイナス側電圧
差動増幅器マイナス側電圧

 期待通り5本分のマイナス電圧が出ています。

差動増幅器プラス側電圧
差動増幅器プラス側電圧

 プラス側も5本分の電圧が出ています。

無入力時の出力電圧
無入力時の出力電圧

 入力に電圧がかかっていない場合は出力も出ていないことが確認できます。

単3電池一個の電圧
単3電池一個の電圧

 試しに入力側に電池を一つ繋いでみました。

差動増幅器の出力電圧
差動増幅器の出力電圧

 出力側は反転していますが概ね同じような電圧が出ています。若干の誤差は後で調整します。

入力端子の抵抗値
入力端子の抵抗値

 入力端子の抵抗値を測ります。2MΩもありますので大丈夫そうです。本当はインピーダンスを計りたいのですが器材が無いのでこれでよしとします。

差動増幅器の入力と出力
差動増幅器の入力と出力

 Audacityで入力と出力を表示してみました。左が入力で右が出力です。少し増幅されています。

差動増幅器への入力
差動増幅器への入力

 よく使う信号を入力し拡大した絵です。

差動増幅器から出力
差動増幅器から出力

 出力側は波形が反転していますが十分に使えそうな結果になりました。