バイアス電圧を作って与える

前回、信号の中心をバイアス電圧にして、

オペアンプを単電源で動かせるようになったぞーという話をしました。

その前の投稿で、R3という抵抗がバイアス電圧を与えるための抵抗で、

仕組みは今度説明しますと書きました。

この仕組みを今日は説明します。

なんの話かわからない方はリンク先から前の記事を見てください。

バイアス電圧の作り方、与え方

順を追って、バイアス電圧の作り方、与え方について解説していきます。

なんら難しいことではありませんのでご安心を。

作り方

最もシンプルな抵抗分圧です。

下の図は簡単にちょちょいと作った電源部分の回路図です。

この電源部の回路はまた今度説明します。

ちなみに今R1は無視しましょう。

緑で囲ってあるところが、バイアスをつくっています。

R2とR3で電源電圧を分圧しています。

今回R1は無視して、R2の上からR3の下までが9Vとしましょう。

同じ抵抗値ですので、オームの法則から

4.5Vで分圧されています。

作り方はこれだけです。

また、抵抗値の決め方やC2の大きさは、

また今度電源部をやるときに具体的に説明しようと思いますが、

今これC2無駄にでかいですが、47uFぐらいで十分です。

なので、ここには10kと47uF使っておけば、とりあえず問題ありません。

与え方

前々回の説明にも出てきた図を出します。

これのR3がさっきの図のBIASにつながっています。

このR3のことをバイアス抵抗と呼ぶことにしましょう。

このR3をBIASにつなぐだけで、

C1の右側からオペアンプの入力端子までのどの地点でも4.5Vになります。

青くダークにマーカーを引いたところが、全部4.5Vになっています。

抵抗R3があるのになぜ4.5V?

これじゃ抵抗がつながってないのと同じじゃん?

ここも初心者が最初につまづくところです。

これはオームの法則を思い出して、論理的に考えればわかります。

V = R x I

電圧は、抵抗×電流。

電流が0の時、電圧は0。

すなわち電流が流れていない時、電圧はない。

電圧は電位差。

電流がある点と点で流れていない時、その点と点の間に電位差(電圧)はない。

これが真理です。

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具体的に説明

BIASから、R3の方面に電流は流れないんです。

というのも、コンデンサには交流は流れますが、直流はながれません。

電源は直流なので、バイアスも直流電圧です。

ということはバイアスからコンデンサの方に電流は流れません。

そして、オペアンプの入力端子にも電流は理想的には流れません。

本当はちょっと流れるけど、ほとんど流れないので流れていないことにしよう。

ということは、図にするとこんな感じになっている。

こういう見方を直流的にみるとか、DC的にみるとか言いますので覚えておきましょう。

要は回路になってないんです。

電流が流れていないから回路になっていないのですが、

逆にいうと回路になってないので電流が流れていないともいえます。

ともあれここでさっきのオームの法則を思い出してください。

V = R x I

電流が流れないところに電位差はない。

この図は回路になってないのでどこにも電流はながれていない。

つまりどの地点間にも電位差(電圧)はない。

なので、R3の両足にも電位差はない。

R2の両足にも電位差はない。

よって、青くマーカーしてあるどの地点も4.5Vである。というわけです。

ちょっとせこい考え方なような気もしないでもないですが、

これで一応筋が通っています。

別に抵抗じゃなくて導線で繋いでもいいのでは?

確かに原理的にはOKです。

ですが、ダメなんです。

というのは入力インピーダンスが下がるからなんですね。

もちろんですが、ここにはハイインピーダンスの交流電圧が信号として入ってきていますので….

この話はまた入力インピーダンスの話をやるときにわかります。

そこで書きますね。

少し違うタイプのバイアス回路

さて、例えばこういう図だったらどうなりますか?

これでも4.5Vのバイアス電圧は与えれます。

要は、先ほどの電源部の回路を信号部分にそのまま作ったわけです。

1Mと1M、比率が同じですので4.5Vに分圧されています。

ただ、このやり方はバイアスを与えるところがたくさんある場合や

入力インピーダンスの関係からエフェクター業界では、

あんまりメジャーじゃないですね。

それに実は、こっちじゃない方のやり方は、

貼り付けた回路図の電源部のC2があるおかげで、

ローパスフィルターになっていてノイズを削減できますし。

エフェクター業界では、

電源部でバイアスを作って、

そっからバイアス抵抗で各信号ラインにバイアスを与えるのがやっぱ主流です。

さてこんな感じで一応入力部のバイアスの話は終わりです。

次回からは、入力インピーダンスと、

C1とバイアス抵抗でできる

LPF(ローパスフィルター)の話をしようと思います。

今回も読んでくださりありがとうございました。

ではまた。

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