2016年2月6日土曜日

PCM5102の出力にLPFをかける

PSoC 5LP Prototyping KitでPCM5102Aを使ってみる。」で組んだ回路の出力に2次LPFをかけてみた。

出力周波数はPSoC 5LPの内蔵クロックを基準にしているためかなり誤差がある。

VCVS

電源電圧: +4.49V/-4.47V
DVDD:3.06V

1kHz

ch1:PCM5102からの出力 ch2:LPF通過後

入力波形がいびつなのは電源電圧の影響だと思われる(後述)。入力波形に対する出力波形で見るとフィルタの影響はほとんどない。

10kHz

20kHz

50kHz

入力波形の崩れは波形テーブルのサンプリング・ポイントの誤差かな?

100kHz

PCM5102からちゃんと正弦波が出力されない。(原因不明)

192kHz

三角波の様な波形は整形されている(ただし、出力レベルは下がっている)

MFB

電源電圧: +4.49V/-4.50V
DVDD:3.09V

1kHz

位相は反転。

10kHz

20kHz

50kHz

100kHz

192kHz

今のファームウェアではVCVSでもMFBのどちらでも大差ないかな?

電源電圧(DVDD)

DVDDには自作の「5V/3.3Vの安定化電源 」を使っているので(3端子レギュレータ(LDO)で3.3Vを作り出している)そうそう電圧がさがらないと思っていたが、電源が弱いようだ。

自作の「電流/電圧計付可変両電源」を使ってDVDDの電圧を調節してPCM5102aの出力波形を見てみた。

DVDD: 3.30V (電源電流:80mA)

波形がいびつになっている。

DVDD:3.57V (電源電流:74mA)

ちゃんとした正弦波。

PCM5102aのDATASHEETによると、DVDDは
min:3.1V ~ nom:3.3V ~ max:3.46V  (絶対定格:3.9V)
となっているので100mA弱を安定して出力しないといけないようだ。電源電流はPSoC 5LP Prototyping KitとPCM5102a両方合わせた消費量で、PSoC 5LP Prototyping Kit単体だと40mA程度。

電源電圧(LPF)

LPFの電源電圧は±4.5Vに設定しているが、これを減らして+3.39V/-3.37Vにすると

出力レベルが頭打ちになった上に位相が反転してしまう。(NJM4580)

メモ:

回路図

PCM5102aの出力に2.2nF/470Ω(fc=154kHz)のLPFが入れているので、これをPOTの分圧後、ボルテージフォロワの前に持ってくる?←POTの抵抗値と干渉するか(^q^;

いっそのことこれをオペアンプと組み合わせて2次のアクティブLPFにしてしまう?(トータルで4次のLPFになる)

2段目のLPFをバイパス(三角波、ノコギリ波用)を考えると1段目で2次は掛かり過ぎかな?1次ならこのままパッシブ+ボルテージフォロワでいいのか

正弦波はある程度いけそうなのでPSoC + PCM5012aの出力をもう少し改良。

3.3Vの強い目の電源を考える。