ヘッドホンアンプ： 電子ボリュームPGA2311の変化特性カーブ

電子ボリュームの利得・可変範囲など

予備検討の結果を列挙してみます

• 手持ちのヘッドホン（ソニーMDR-CD900）を妥当な音量で鳴らせるレベルは0.2Vrms
• このとき、電子ボリュームの利得は -8dB  (下記ブロック図より、0.2V/0.5V)
• このときのボリューム位置は、10時付近の方向にする
• 10時付近とは、ボリュームの全回転角度300度のうち、30%つまみを回転させた位置
• ボリューム最大としたときの利得は、22dB高くする

また、 利得可変範囲は業務用アッテネータ（東京光音電波）の製品仕様を参考にすると、60dB以上あれば申し分ないようです。

これらの内容をまとめると、電子ボリュームの必要要件は次の通りです。

全回転角度の30%の位置で、利得 -8dB
最大利得 +14dB
最大・最小利得の差は60dB以上

電子ボリューム近辺のブロック図

利得変化特性カーブ
カーブは対数カーブとしました。ボリュームのAカーブと同じだと思いますが、はじめはどのような関数なのかわからず、画像処理で使われるガンマ補正の関数を使うなど試行錯誤しました。特にボリュームを絞り込んだときの変化が急峻で違和感があったので考え込んでいたところ、東京光音電波のデータシートに『logカーブの減衰特性』と書いてあるのを見てようやく気付きました。

電子ボリュームの利得変化特性カーブ

Excelで係数を検討

ボリュームつまみの量子化ビット数
アナログライクな操作性にするため、ボリュームの出力電圧をA/D変換し、所定の特性カーブを書き込んだルックアップテーブルを参照して電子ボリュームに係数を与えます。ルックアップテーブルの深さは８ビットにしました。７ビットでもOKですが、ボリュームをかなり絞り込んだときにわずかに音量が段階的に変化するのがわかります。８ビットでは、ほとんどわかりません。
AVR内蔵のA/Dコンバータは10ビットですので、上位8ビットのみを使っています。