2016年2月3日水曜日

2次多重帰還ローパスフィルター(メモ)

2次LPFならカットオフ周波数を変えずにVCVSも多重帰還も増幅率可変にできるようだ。

2次VCVSローパスフィルター


<追記: 2016.02.15>↑この図VCVS LPFとしてはおかしい? 後で調べるかも</追記>

<追記: 2016.04.08> OPAMPの+と-の表記が逆だと思います。楽をしようと思ってWebで拾ってきた画像なのですいませんでした。</追記>

増幅率は
1 + Rb / Ra
VCVSは非反転増幅なので1倍以上の増幅しかできない。(減衰はできない)

前段にPOTを入れて分圧すると、周波数特性を決めるRと干渉するので使いにくい。

2次多重帰還ローパスフィルター


大川電子設計さんの計算ツールでカットオフ周波数を192kHz、減衰比ζを1にして定数を決めて、LTSpiceでシミュレーションしてみた。

増幅率は
R3 / R1
で決まり、1以下の増幅もできる。

384kHzのサンプリングレートだと192kHzでサンプリングポイントが2点になって三角波になるので200kHzの三角波を入力してみた。

R1は1k、5k、10k、20kに変化させた。

過渡解析

三角波からサイン波に近いかたちになりながら増幅率を可変できている。

AC解析

R1が1kHzΩのときは周波数特性がおかしくなっているが他はまあまあ良好なカーブになっている。

FFT

3次多重帰還LPFと単なる200kHzのサイン波の回路もFFTしてみた。

3次多重帰還LPF

サイン波

200kHzサイン波

2次多重帰還LPF

3次多重帰還LPF

2次LPFと3次LPFを比べると、3次高調波、6次高調波あたりに差がある。3次の場合簡単に増幅率を決められるかどうかわからない。

メモ:

R1を固定にして、R1の前段でPOTで分圧して減衰させるのはだめっぽいかな。

LPFをバイバスした場合にPOTで減衰させて出力させたいが、LPFあり/なしで共用してPOTは1個にしたい。

LPFは等倍にして出力を抵抗少なめのPOTで絞ったほうがいいかな。