サウンドカードで直流電圧計測

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概要

背景

原理

回路の製作

§簡単な概念図

原理を概念的に表した回路図を下に示します。 スイッチ制御信号に基づいてアナログ信号を切り替えるスイッチはアナログスイッチと呼ばれていて、可聴周波数で切り替えが可能です。 アナログスイッチの後のコンデンサと抵抗は直流成分をカットするハイパスフィルタを表しています。

§作成した回路図

実際に作成した回路図をもう少しリアルに書いて見ます。

ここで最も重要な事は、信号の出力端子です。 パソコンのサウンドカードの入力にはマイク端子を想定しました。 ところがパソコンのマイク入力の仕様はなかなか分かりません。 実際にテスターで電圧を見たり、ネットで調べたりして分かったことは、以下の通りです。

1. いわゆるステレオミニジャックを想定している。
2. しかし、モノラル入力である。
3. コンデンサマイクを想定していて、直流電圧がパソコン側から印加されている。
4. 先端チップが信号入力になっているようだが、ここにも直流電圧が印加されている。

より詳しい仕様らしき情報も見つかりましたが、どこまで信頼できるのかが分からないので、ここでは紹介しません。 中間スリーブに何も接続しないのは良いとして、 先端チップを直流的に中間スリーブ側かGND（根元のスリーブ）側のどちらかに接続したい気がしますが、仕様が明確ではないので、 直流的には浮かせておきました。 コンデンサマイクの性質を考えると、サウンドカード内のカップリングコンデンサの向こう側でGNDに接続されていると想像されます。

§回路設計の詳細

このような回路に到った経緯をゴタゴタと書いておきます。 気になる方はお読み下さい。

§拡張性

ステレオのライン入力端子が利用可能なら、2チャンネルになります。 片方を参照電圧入力に使う、左右チャンネルの比を計算するなどの拡張が可能になります。 ノートパソコンにはあまり内蔵されていないようですが、ステレオ入力付きのUSBオーディオを使えば可能になります。 マルチプレクサを入れて多チャンネルにする事も可能でしょう。

本プロジェクトでは回路を簡略化する事を優先しました。 これを基に拡張された方は、教えて頂けると幸いです。 私自身、既に多少の拡張を行なっています。

ソフトウェア

応用例

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