テレビにサブウーハーを追加、回路検討編
◆まえがき
テレビが壊れたので新しいのを買ったのですが音がちょっと不満です。機種はREGZA 55Z740XSで「重低音バズーカウーハー」というのが付いているので前のテレビと比べるとずっと良い音がします。ただ、そうは言っても所詮はテレビの箱に入るサイズのウーハーなので、段ボール箱を叩いた時のボンボンという感じの低音しか出ません。
こうなると欲が出てきて、サブウーハーを付けたくなりました。
◆使用パーツ
・ウーハー
使っていないホームシアター用のウーハー（アンプ無し）を使うことにしました。バスレフの箱に口径20cmくらいのスピーカーが付いている物で、薄いのでテレビの後ろに置くことが出来ます。また、スピーカーのサイズが大きいので効率が良さそうな感じです。
・アンプ
たいした出力はいらないと判断したので、以前買っておいたデジタルアンプモジュール（PAM8403)を使うことにしました。電源電圧5VのBTL デジタルアンプでフィルターレスで使える物。4Ω負荷時の出力が3Wという仕様で、購入時の価格は何と一つ20円でした。
◆テレビとの接続
特別な操作無しでサブウーハーを使いたいので、テレビの下記の端子を使うことにしました。
・オーディオOUT
Φ3.5のステレオミニジャックにテレビの音量に連動したオーディオ出力が出るので、これを使うことにしました。ちなみに、この端子は設定を変えることでヘッドフォンやオーディオ固定レベル出力などが出せるようになっていました。
この端子にはオーディオのLとRの出力が出ているのですが、念のために出力インピーダンスを調べると約100Ωくらいあって、バッファアンプを経由して出力されている感じでした。つまり、ここのレベルが変わっても本体の音量に影響はありません。これなら、サブウーハーアンプを接続しても左右のセパレーションが悪化したりする恐れが無いので安心です。
・USB端子
ここに出ている5Vをサブウーハーアンプの電源に使うことにしました。この電源はテレビの電源と連動しているのでサブウーハーアンプの電源を自動的に入れることが出来て好都合です。なお、USBなので出力は5V／0.5Aしか取れませんが、これで十分な音量が出せました。
◆回路図（クリックで別窓に大きな図）
先人の方々の記事を参考にして、上のような回路で行くことにしました。たぶんすごく当たり前の回路だと思います。
・入力のR1とR2で左右チャンネルの出力を合成。U1のpin2はイマジナリーグラウンドになるので左右チャンネルのセパレーションが悪化することは無いはずです。もしゲインを変えたければR3で調整。
・U2が遮断周波数120Hzの2次のLPFになっています。周波数を変えたい時はR6, R7を変更。
・低い周波数しか扱わないので、オペアンプ(U1,U2)は何を使っても大丈夫だと思います。ただ、LM358はクロスオーバー歪みが出るので止めた方が良いかと。
・出力アンプはステレオなので2chありますが、その片側だけを使っています。（使わない方の入力はGNDに接続）
◆試作
・ブレッドボード
メインアンプが小さいので作るのも楽です。
・PAM8403
低域の特性を少しでも良くしたかったので、気休めですが、入力のカップリングコンデンサ(1μF?)に並列に2.2μFを追加しておきました。片chしか使わないのですが、使い廻す時のことを考えて両chに2.2uFを追加しておきました。
◆ここまでのまとめ
以上のような回路とスピーカーをテレビの後ろに置いて現在テスト中です。スピーカーのサイズが大きくなったので気持ちの良い低音が出て満足です。なにより、何も操作をしなくてもサブウーハーが使えるのが良いです。
アンプの出力が小さいのが心配でしたが、特に問題はありませんでした。念のためにオシロでアンプの出力波形を見ましたが、変なクリップなど無く、大きな音を出しても振幅は2Vp-p程度で上限の10Vp-pにはまだ余裕がありました。（BTLのデジタルアンプなのでオシロの接続はちょっと工夫が必要です）
テレビに内蔵されているサブウーハーの音量は強／中／弱／オフが選べるので、最初はオフで使う予定でした。しかしそれでは中音の下の音域の情報が不足する感じがしたので弱にして使っています。
良いことずくめのようですが、ちょっと問題があってテレビの電源ON／OFF時にポップ音が出ます。PAM8403のミュート端子を使ってポップ音対策回路を付ければ良いのですが面倒です。いっそのこと、別途USB電源アダプタを用意してそこから電源を供給しっ放しにする方が手っ取り早いかも知れません。何しろこの回路の消費電力はもの凄く小さいので、電気代は無視できる程度にしかならないはずです。でもそんなことを公言すると待機電力警察が来そうです。
