2016年11月28日月曜日

SVF(State Variable Filter)をブレッドボードで実験。WaveGeneとWaveSpectraで周波数特性を見てみる。

前回LTSpiceでSVFのシミュレーションをしてまあまあうまくいきそうだったので、ブレッドボードで実験してみた。

電源電圧を±5V、OPAMPをNJM4580、CRの定数を手持ちのものの値に変更して再度シミュレーション。

回路図

AC解析

配線図


NJM4580の片チャンネルだけ使って実験してみた。

実測値

名称 実測値 備考
R1 992.4Ω
R2 19.992kΩ Q設定
R3 9.843kΩ
R4 9.987kΩ
R5 14.887kΩ 周波数設定
R6 14.904kΩ 周波数設定
C1 9.766nF
C2 9.747nF

WaveGeneとWaveSpectraで周波数特性を測定


WaveGeneのユーザー波形でサンプル数32768のFLATSWEEP_032768.WAVを読み込ませ、WaveSpectraのFFTのサンプル数を32768、窓関数を「なし(矩形)」にして測定した。計測の途中で入力オーバーで歪んだりしたので入出力レベルを調整した。なので、レベル(RMS)に関しては正しく見れない。

Loop Back (オーディオインターフェースの入力と出力を直結)

いつもの通り高域で出力レベルが落ちている。「オーディオ・インタフェースの出力特性の劣化?(TASCAM US-144MKII)」でオシロを使ってUSBオーディオインターフェースからの出力を見る実験をして、オーディオインターフェースの劣化かな?と思っていたが、「迷走の果て・Tiny Objects」さんの「AD9850 DDSモジュールを試す(9) またまたフィルタの変更とsinc関数」の記事を読むと、もしかするとDAC特有の問題が原因かもしれない?という気がしてきた。

R5、R6の値を変えて周波数を変更


R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 20kΩ

理論値で、fc = 1 / (2 * pi * C * R) ≒ 1061.6(Hz)

LPF

BPF

HPF

LP/BP/HPでカットオフ周波数/共振周波数がちょっとずつずれている。

R5 = R6 = 1kΩ、R2 = 20kΩ

fc = 1 / (2 * pi * C * R) ≒ 15,924(Hz)

実測値:
R5: 991.5Ω
R6: 989.2Ω

LPF

BPF

HPF

R5 = R6 = 100kΩ、R2 = 20kΩ

fc = 1 / (2 * pi * C * R) ≒ 159.24(Hz)

実測値:
R5: 99.69kΩ
R6: 100.46kΩ

LPF

BPF

HPF

R2の値を変えてQを変更


R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 1kΩ


実測値:
R2: 989.2Ω


R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 10kΩ


実測値:
R2: 9.895kΩ


R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 100kΩ


実測値:
R2: 99.67kΩ



R5 = R6 = 15kΩ、R2 = Open



R2を取り去ってみた。Qはかなり上がるが、発振はしない。安定してるな~