2016年4月25日月曜日

OTA(トランスコンダクタンスアンプ)のNJM13700を使ってみる

<追記:2016.04.27>

ブレッドボードの実験でV+の配線を間違えてました(^q^;

V+は14Pinではなく、11Pinです。

したがって、測定結果は全部おかしいです。簡単にテストしてみましたが、後日ちゃんとやり直す予定。

</追記>

VCOもデジタル・ポテンショメータを使えば簡単にマイコンで制御できそうだが、アナログシンセでよく使われているOTAを使ってみることを考えた。

OTAとは電流で増幅率を可変できる増幅器だ。大雑把に言うとOPAMPに増幅率を可変する電流制御端子をつけたもの。

秋月でNJM13700共立でNJM13600 が売られている。

回路図

電源系は省略

ブレッドボード図


電流源には「電圧→電流変換の実験」でやった、OPAMP+PNPトランジスタの回路を使った。

NJM13700からの出力は内蔵されているTrによるバッファ(ダーリントン接続)を使うのが普通のようだが、NJM13600とNJM13700で内部の接続が違って使い方がよくわからないので、とりあえずTL072の反転増幅回路を外付けしてみた。

電圧→電流変換回路の入力電圧(ブレッドボード図の「CtrlIN」)は、回路図のR5、R6の分圧で+5V電源を分圧して約+1Vを作り出し、R4のPOTで分圧して+1V~GNDを作っている。

回路図のAudioINには自作のファンクションジェネレータ+4次バターワースLPFで1kHzのサイン波生成して入力した。

入出力測定


CtrlIN 0.0501V

CtrlIN 0.102V

CtrlIN 0.197V

CtrlIN 0.302V

CtrlIN 0.401V

CtrlIN 0.614V


電流値の測定


ブレッドボード図

OTAの回路を切り離して電圧→電流変換回路のみでPNP Trのコレクタ(電流出力ポイント)からGNDに10kΩ(実測値:9.831Ω)のRを入れて電圧を測定。


入力電圧(V) 出力電圧(mV) 出力電流(uA)
0.913 112.4 11.43322144
0.603 74.8 7.608585088
0.5 62.7 6.377784559
0.402 50.8 5.167327841
0.298 38.3 3.895839691
0.199 26.3 2.675211067



電圧→電流変換回路の入力電圧と出力電流は比例しているようだ。

メモ:


入力波形の振幅は300mV(p-p)だが、±5Vの電源ではこれでも振幅が大きすぎるようだ。振幅を歪みなく可変するためには入力波形の振幅はかなり小さくしないとだめかもしれない。

入力波形を正側に振ったほうがいいかな?

NJM13700とNJM13600で内蔵バッファを使う実験をしてみる。