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SIN@SAPPOROWORKSの覚書

C#を中心に、夜な夜な試行錯誤したコードの記録です。

ヘッドセットの変わりに電話機を使用する

パソコンのオーディオ端子(ヘッドフォン・マイク)に電話機を接続して使用する方法を考えてみました。ヘッドセットの変わりに電話機を使用するイメージです。

1.試作

電話機が動作できるように電話回線に直流電圧を加えます。トランスは、古いモデムを分解して取得した音声結合用のものを使用しました。抵抗値は、測定の結果、125Ω及び108Ωでした。

電源は、最終的にUSBを利用することをイメージして5Vとし、トランスの抵抗だけで電話回線に付加しました。(最大(短絡時)で40mAが流れます)

オーディオ端子の入・出力(4W)と電話回線(2W)は、ハイブリッド回路(トランス抵抗に合わせて100Ωで構成)で結合しました。

回路図の下部、フォトカプラ周りは、受話器のオフフックを検出してLEDを点灯するだけのもので、省略可能です。

2.動作確認

増幅は行っていませんが、パソコンで再生した音楽が電話機から聞こえ、電話機で話した音声を、サウンドレコーダで録音できています。
ただし、以下の2つの問題点を感じました。
1.電話機への供給電源が不十分
2.送受の漏れが大きい
1は、オフフック検出用のフォトカプラの電圧降下が原因だと思います。
2は、ハイブリッド回路のバランスの問題か?それとも電話機での回り込みか? 原因は良く分からないのですが、参考資料で見つけました、ハイブリッド回路にオペアンプを付加したものに変更してみることにしました。

3.修正

フォトカプラを撤去し、入出力用に2つオペアンプ( 【LM358 低消費電力汎用オペアンプ(2回路)】 )を追加しました。オペアンプは反転増幅で接続し、入出力とも約2倍の増幅となっています。(図中の下部にハイブリッド回路の簡略図を記しています)

当初、C2、R8及びR9は無かったのですが、タイミングによって波形の中心電圧が変化し、オペアンプの増幅が安定しませんでした。(上や下に張り付いてしまう)
パソコン出力側の直流遮断用コンデンサの充放電が原因ではないかと予想しています。修正として、コンデンサでカップリングし、R8,R9でバイアスをかけました。100分の1で約0.5Vとしました。

※USB電源でノイズが乗るときは、USB電源にバイパスコンデンサを置いたほうがよさそうです。

4.補足資料(ピンジャック)

ステレオミニプラグのラインの色は、通常、赤、青、透明で作成されているようです。プラグ側の規格は図のとおりです。
今回は、パソコンの入出力を1つのミニプラグで受けれるように専用ケーブルを作成しました。


[参考資料]
トランジスタ技術スペシャル No.8 データ通信技術のすべて
トランジスタ技術スペシャル No.51 データ通信技術基礎講座